CN102062824A - 聚合物分散型液晶膜的测试方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物分散型液晶膜的测试方法，包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；使用调压电源电路调整所述测试回路的电压，使用所述数据采集及处理电路在线实时采集所述聚合物分散型液晶膜两端的驱动电压数据、采集所述电流采样电阻上的电压数据，根据所采集数据计算出聚合物分散型液晶膜的电学参数；通过该测试方法及电路测试聚合物分散型液晶膜的电学参数可获取稳定可靠的电学参数，并且长时间测试时不会对聚合物分散型液晶膜的自身性能产生大的影响。

Description

聚合物分散型液晶膜的测试方法及电路

技术领域

本发明涉及一种聚合物分散型液晶膜的测试方法及电路，本发明采用正弦波交流电路对聚合物分散型液晶膜装置进行在线电学测试，可获得稳定的聚合物分散型液晶膜的电学参数。

技术背景

美国专利4671618公开了一种相分离型聚合物分散型液晶的制作方法，用此方法可以制成聚合物分散型液晶膜、PALC膜，统称为PDLC膜。用其还可制成调光玻璃、魔术玻璃、电致液晶雾化玻璃、Smart Glass……，PDLC膜及其衍生产品装置有广泛的应用。PDLC膜在电路中属于电容性负载，在现有技术中，对聚合物分散型液晶膜类装置的电学参数的测试，如漏电阻的测试，都是采用直流方法进行测试，其测试结果与限流电阻大小及及测试持续时间长短有关，而PDLC等效电容的测试一般采用各种专用电容测试仪，其结果与该测试使用的电源频率、电压大小有关，因而测试得到的数据十分分散，并且PDLC长时间承受直流电压，会使其性能恶化。因此，需要提供一种聚合物分散型液晶膜的测试方法及电路，该测试方法及电路可以获得稳定的PDLC膜电学参数，并对PDLC膜本身性能不会产生大的影响。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种聚合物分散型液晶膜的测试方法，该方法由调压电源电路、电流采样电阻、聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；该方法在线实时采集聚合物分散型液晶膜两端的驱动电压数据、采集电流采样电阻上的电压数据，该方法测试聚合物分散型液晶膜可获得稳定的电学参数数据。

本发明的第一个目的是由下述技术方案实现的：一种聚合物分散型液晶膜的测试方法，包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；使用调压电源电路调整所述测试回路的电压，使用所述数据采集及处理电路在线实时采集所述聚合物分散型液晶膜两端的驱动电压数据、采集所述电流采样电阻上的电压数据，根据所采集数据计算出聚合物分散型液晶膜的电学参数。

本发明的第二个目的在于提供一种聚合物分散型液晶膜的测试电路，该测试电路包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，本发明采用正弦波交流电路测试聚合物分散型液晶膜的电学参数，测得的数据稳定可靠；既使长时间测试，也不会对聚合物分散型液晶膜的性能产生影响，避免了因使用直流电测试对PDLC膜自身性能产生较大影响的缺陷。

本发明的第二个目的是由下述技术方案实现的：一种聚合物分散型液晶膜的测试电路，包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；所述电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜串连在所述正弦波交流测试回路中；所述数据采集及处理电路是示波器电路或是单片机数据处理电路；所述数据采集及处理电路的一个电压数据采集端子与聚合物分散型液晶膜的一个输入端并联连接，另一个电压数据采集端子与聚合物分散型液晶膜的另一个输入端并联连接，所述数据采集及处理电路的电阻压降数据采集端子与所述电流采样电阻的一端并联连接。

本发明与已有技术相比具有如下优点：

1、本发明采用正弦波交流电路在线测试PDLC膜的电学参数，简单易实现，并且测得的数据稳定可靠。

2、本发明采用正弦波交流电路测试PDLC膜的电学参数，既使长时间测试，也不会对聚合物分散型液晶膜的性能产生影响，避免了因使用直流电测试对PDLC膜自身性能产生较大影响的弊端。

3、本发明通过数据采集及处理电路可间接或直接获取PDLC膜的电学参数。

附图说明

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的测试电路的工作原理图；

图2是本发明实施例三的数据采集及处理电路原理图

图3是本发明的实施例三的峰值获取电路示意图；

图4是本发明的实施例三的A/D转换电路示意图；

图5是本发明的实施例三的时基电路示意图；

图6是本发明的实施例三的二进制计数器示意图；

图7是本发明的实施例三的单片机电路示意图；

图8是本发明的实施例三的键盘连接电路示意图；

图9是本发明的实施例三的USB接口示意图；

图10是本发明的实施例三的液晶显示装置示意图；

图11是本发明的实施例三的运行程序原理框图；

具体实施方式

实施例一：

参见图1、图2、图3，本发明的聚合物分散型液晶膜的测试方法，包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；使用调压电源电路调整所述测试回路的电压，使用所述数据采集及处理电路在线实时采集所述聚合物分散型液晶膜两端的驱动电压数据、采集所述电流采样电阻上的电压数据，根据所采集数据计算出聚合物分散型液晶膜的电学参数。

本实施例所使用的测试电路包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；所述电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜串连在所述测试回路中；所述数据采集及处理电路是示波器电路或是单片机数据处理电路；所述数据采集及处理电路的一个电压数据采集端子与聚合物分散型液晶膜的一个输入端并联连接，另一个电压数据采集端子与聚合物分散型液晶膜的另一个输入端并联连接，所述数据采集及处理电路的电阻压降数据采集端子与所述电流采样电阻的一端并联连接。

本实施例适用于额定电压为220V或380V，频率为50Hz或60Hz的单相交流电源，可适用于电感性或电容性负载，本发明中的负载是聚合物分散型液晶膜(简称PDLC膜)，关于PDLC膜的内容可以参考专利号为200910087767.1的专利说明书公开的内容或者参考专利号为200910076348.8的专利说明书公开的内容。

本发明的测试方法，采用正弦波交流电测试PDLC膜电学参数，该正弦波交流电路的输出电压为PDLC膜的驱动电压。本发明的聚合物分散型液晶膜可以制成调光玻璃、魔术玻璃、电致液晶雾化玻璃等，本发明的一个实施例中的电致液晶雾化玻璃就是包括有聚合物分散型液晶膜的产品，电致液晶雾化玻璃的结构可以参考中国专利ZL 200820118099.5公开的内容。参见图1，在本发明的一个实施例中，所述调压电源电路采用220V/0-250V调压器，通过调压器对市电220V，50Hz调压获得75V电压驱动电致液晶雾化玻璃(图中PDLC膜，可等效为一个电阻器R和一个电容器C的并联器件)，电致液晶雾化玻璃的一个输入端与电流采样电阻R₀的一端电连接构成一个电压数据采集端子Ym；所述电致液晶雾化玻璃的另一输入端与所述调压电源电路的一个输出端电连接构成一个电压数据采集端子Yu；所述电流采样电阻R₀的另一端与所述调压电源电路的另一个输出端电连接构成一个电阻压降数据采集端子Yi。所述调压电源电路的副边包括两个输出端子。

本实施例中，所述数据采集及处理电路是示波器电路，本实施例所采用的示波器型号为HDS2062M；示波器的2个信号输入端和一个接地端分别与电压数据采集端子Yu、电阻压降数据采集端子Yi、电压数据采集端子Ym电连接；所述示波器可以显示电流采样电阻R₀两端电压U₀和PDLC膜两端电压U的波形图，根据该波形图可直接分别读取U₀和U的最大值u_0max和u_max，并获得u与u₀之间的相位差角Φ，读取u_0max、u_maz和Φ后，根据公式可计算出PDLC膜的电学参数，所述公式表述如下：

$U_0=u_{0\max }/\sqrt{2}$

$U=u_{\max }/\sqrt{2}$

I＝U₀/R₀

Z＝U/I

I_R＝I*cosΦ

I_C＝I*sinΦ

R＝U/I_R

X_C＝U/I_C

C＝1/(2πf*X_C)

S＝U*I

P＝S*cosΦ

上述公式中：

U₀--电流采样电阻R₀两端的电压降有效值，单位V。

u_0max--电流采样电阻R₀两端的电压降最大值，单位V。

U--PDLC膜驱动电压有效值，单位V。

u_max--PDLC膜驱动电压最大值，单位V。

I--流过采样电阻R₀的电流有效值、视在电流，单位A/m²

R₀--电流采样电阻，单位Ω

Z--PDLC膜总的阻抗，单位Ω/m

I_R--I的有功分量有效值，单位A/m²

I_C--I的无功分量有效值，单位A/m²

Φ--PDLC膜阻抗的相位角，度

cosΦ--PDLC膜的功率因数，无单位

R--PDLC膜阻抗的有功分量、并联漏电电阻，单位Ω/m²

X_C--PDLC膜阻抗的无功分量、容抗，单位Ω/m²

f--电源的频率，50Hz

C--PDLC膜阻抗的等效电容，单位F/m²

S--视在功率，单位VA/m²

P--有功功率，单位W/m²

本发明中，间接或直接获取的聚合物分散型液晶膜(PDLC膜)的电学参数是总电流I、漏电电阻R、等效电容C、视在功率S、有功功率P。图1中，I是流过采样电阻R₀的电流有效值；I_R是I的有功分量有效值；I_C是I的无功分量有效值。

实施例二：

参见图1，本发明的聚合物分散型液晶膜的测试电路，包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；所述电流采样电阻R₀、所述聚合物分散型液晶膜(PDLC膜)串连在所述测试回路中；所述数据采集及处理电路是示波器电路或是单片机数据处理电路；PDLC膜的一个输入端与电流采样电阻R₀的一端电连接构成一个电压数据采集端子Ym；所述PDLC膜的另一输入端与所述调压电源电路的一个输出端电连接构成一个电压数据采集端子Yu；所述电流采样电阻R₀的另一端与所述调压电源电路的另一个输出端电连接构成一个电阻压降数据采集端子Yi。所述调压电路采用220V/0-250V调压器，所述调压电源电路的副边包括两个输出端子。所述数据采集及处理电路的2个信号输入端和一个接地端分别与电压数据采集端子Yu、电阻压降数据采集端子Yi、电压数据采集端子Ym连接。

实施例三：

本实施例是在实施例二基础上的改进方案，本实施例中出现的技术特征与实施例二相同或者类似的部分，请参考实施例二公开的内容或者原理性描述进行理解，也应当做为本实施例公开的内容，在此不作重复描述。

参见图1和图2，本实施例是对实施例二中的数据采集及处理电路的改进，所述数据采集及处理电路是单片机数据处理电路。本实施例的数据采集及处理电路包括两峰值获取电路1和1’、两A/D转换电路2和2’、开始计数脉冲生成电路3、停止计数脉冲生成电路4、双稳态触发电路5、与非门电路6、填充脉冲生成电路7、计数器电路8、单片机控制电路9、数据输入电路10和数据输出电路11；所述一个峰值获取电路和开始计数脉冲生成电路分别与所述电阻压降数据采集端子Yi电连接，所述另一个峰值获取电路和停止计数脉冲生成电路分别与所述电阻压降数据采集端子Yu电连接；所述两A/D转换电路的输入端分别与所述峰值获取电路的输出端电连接；所述双稳态触发电路的输入端与所述开始计数脉冲生成电路和停止计数脉冲生成电路的输出端电连接，双稳态触发电路的输出端连接与非门电路；所述计数器电路的输入端UP与所述与非门电路输出端电连接；所述开始计数脉冲生成电路的输出端与所述计数器电路的另一输入端CLR电连接；所述两A/D转换电路的输出端和所述计数器电路的输出端分别都与所述单片机控制电路的数据总线电连接；所述两A/D转换电路的另一输入端和计数器的接口电路的输入端分别都与所述单片的地址及控制总线电连接；所述数据输入电路的输出端与数据总线电连接，其输入端与地址及控制总线电连接，所述数据输出电路可以是USB接口、显示器装置或二者都有。

参见图3、图4、图5，在本实施例中，峰值获取电路1由电阻器R1-R5、电容器、两电压放大器U1A、U1B、二极管构成，所采用的电压放大器的型号为LM324，二极管的型号为IN4148，所述峰值获取电路1的输入端与所述电阻压降数据采集端子Yi电连接，电压放大器U1A接±15V电源；峰值获取电路1’由电阻、电容、两电压放大器、二极管构成(图中没有显示)，所采用的电压放大器的型号为LM324，二极管的型号为IN4148，所述峰值获取电路1’的输入端与所述电压数据采集端子Yu电连接(图中没有显示)；所述A/D转换电路U2采用ADC0809型集成电路；所述开始计数脉冲生成电路3包括过零变方电路和单稳电路，所述过零变方电路包括电阻R6-R9、电压比较器U2A(型号：LM339)、二极管，所述过零变方电路的输入端连接电阻压降数据采集端子Yi；所述单稳电路包括反相器U2B(型号：74LS04)、电阻R10、与非门电路U2C、U2D(型号：74LS00)，所述单稳电路的输入端连接过零变方电路的输出端；所述停止计数脉冲生成电路4包括过零变方电路和单稳电路，所述过零变方电路包括电阻R11-R14和电压比较器U3A(型号：LM339)，所述过零变方电路的输入端连接电阻压降数据采集端子Yu，所述过零变方电路的输出端对地接二极管；所述单稳电路包括反相器(U3B、U3C，型号：74LS04)、电阻R15和与非门电路(U3D、U3E，型号74LS00)，所述单稳电路的输入端连接过零变方电路的输出端。

所述双稳态触发电路5包括一D触发器U4A(型号74LS74)和一控制获取足够脉冲信号的电路，所述D触发器的输入端S和CLK分别连接所述开始计数脉冲生成电路的输出端和停止计数脉冲生成电路的输出端，所述控制获取足够脉冲信号的电路包括反相器U4B、与非门U4D、单稳态多谐振荡器U4C和电阻R16、R17，单稳态多谐振荡器U4C的脚13分别与开始计数脉冲生成电路的与非门U2D的脚5和停止计数脉冲生成电路的U3E的脚12连接，与非门U4D的脚3与所述D触发器的输入端CLK连接；所述与非门电路包括一与非门U5A，与非门U5A的脚4与所述D触发器的脚5电连接；所述填充脉冲生成电路7为一振荡电路，包括电阻R18、反相器U5B和一晶体XT，所述振荡电路的输出端与与非门U5A的脚5电连接；参见图6，所述计数器连接电路为一二进制计数管，所述二进制计数管的端子CLR、UP和Y7分别与所述开始计数脉冲生成电路的端子CLR、所述与非门电路的端子UP和所述双稳态出发电路的端子Y7电连接；参见图7，所述单片机控制电路端D0-D7、RD、WR分别与所述计数器连接电路的端D0-D7、RD、WR连接；参见图8，所述数据输入电路包括一键盘及其接口，所述键盘的端Y0-Y4分别于所述接口的Y0-Y4连接，所述接口的Y5-Y7分别于所述计数器连接电路的Y5-Y7连接，所述接口的A12-A15、WR、RD分别于所述单片机控制电路的A12-A15、WR、RD连接；参见图9和图10，所述数据输出电路为USB接口和液晶显示器，所述USB接口的D1-D7、A0、RD、WR分别于所述单片机控制电路的D1-D7、A0、RD、WR连接，所述液晶显示器(采用香港精电公司生产的图形液晶显示模块，型号为MGLS19364)的D0-D7、A0、A11、A8、A9、RD、WR分别于单片机控制电路的D0-D7、A0、A11、A8、A9、RD、WR连接。

参见图11，在本实施例中，使用本实施例的装置测量PDLC电学参数时，执行特定程序，该程序由所述单片机控制电路写入。

Claims (4)

1.一种聚合物分散型液晶膜的测试方法，其特征在于：包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；使用调压电源电路调整所述测试回路的电压，使用所述数据采集及处理电路在线实时采集所述聚合物分散型液晶膜两端的驱动电压数据、采集所述电流采样电阻上的电压数据，根据所采集数据计算出聚合物分散型液晶膜的电学参数。

2.根据权利要求1所述的聚合物分散型液晶膜的测试方法，其特征在于：所述正弦波交流测试回路的电压是75V，所述正弦波交流测试回路的电压频率为50赫兹；所述数据采集及处理电路是示波器电路或是单片机数据处理电路。

3.一种聚合物分散型液晶膜的测试电路，其特征在于：包括调压电源电路、聚合物分散型液晶膜、数据采集及处理电路，由所述调压电源电路、电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜构成正弦波交流测试回路；所述电流采样电阻、所述聚合物分散型液晶膜串连在所述正弦波交流测试回路中；所述数据采集及处理电路是示波器电路或是单片机数据处理电路；所述数据采集及处理电路的一个电压数据采集端子与聚合物分散型液晶膜的一个输入端并联连接，另一个电压数据采集端子与聚合物分散型液晶膜的另一个输入端并联连接，所述数据采集及处理电路的电阻压降数据采集端子与所述电流采样电阻的一端并联连接。

4.根据权利要求3所述的聚合物分散型液晶膜的测试电路，其特征在于：所述数据采集及处理电路是单片机数据处理电路；所述单片机数据处理电路包括两峰值获取电路、两A/D转换电路、开始计数脉冲生成电路、停止计数脉冲生成电路、双稳态触发电路、与非门电路、填充脉冲生成电路、计数器电路、单片机控制电路、数据输入电路和数据输出电路；所述一个峰值获取电路和开始计数脉冲生成电路分别与所述电阻压降数据采集端子Yi电连接，所述另一个峰值获取电路和停止计数脉冲生成电路分别与所述电阻压降数据采集端子Yu电连接；所述两A/D转换电路的输入端分别与所述峰值获取电路的输出端电连接；所述双稳态触发电路的输入端与所述开始计数脉冲生成电路和停止计数脉冲生成电路的输出端电连接，双稳态触发电路的输出端连接与非门电路；所述计数器电路的输入端UP与所述与非门电路输出端电连接；所述开始计数脉冲生成电路的输出端与所述计数器电路的另一输入端CLR电连接；所述两A/D转换电路的输出端和所述计数器电路的输出端分别都与所述单片机控制电路的数据总线电连接；所述两A/D转换电路的另一输入端和计数器的接口电路的输入端分别都与所述单片的地址及控制总线电连接；所述数据输入电路的输出端与数据总线电连接，其输入端与地址及控制总线电连接。

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