CN104034965B - 一种纸张阻容特性的测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纸张阻容特性的测量装置，其特征在于：包括压块，导电橡胶层(6)，示波器；所述压块的中心具有导电探针(1)，所述导电探针(1)周围包有绝缘物质(2)，绝缘物质(2)周围是金属块(3)；所述压块的底部贴合一层阻容特性已知的绝缘薄膜(4)；导电橡胶层面(6)放置在绝缘平面上，待测纸张(5)放置在导电橡胶层(6)之上，压块压在待测纸张(5)之上；导电探针(1)连接示波器，示波器记录微小电流随时间的变化情况。本发明提供了一种测量纸张阻容特性的装置和方法；测量时，同时获取纸张的电阻和电容；采用压块这一集成一体化的测量辅助工具，测量过程操作方便。

Description

一种纸张阻容特性的测量装置及方法
技术领域
本发明涉及一种纸张阻容特性的测量装置及方法，属于纸张阻容特性测量技术领域。
背景技术
在复印机厂商开发阶段就有必要充分了解市场上大量销售的复印纸的阻容特性，从而在复印机开发阶段预先把例如转印电流等相关重要参数匹配好，以便达到最佳复印效果，提高客户满意度。
现有技术中，有的复印机厂家采用伏安法对纸张的电阻进行测量，但并没有针对纸张电容的合适的测量方法。
发明内容
本发明旨在提供一种测量纸张阻容特性的方法，并同时提供一套与该方法匹配的测量装置，方便、精确的完成对纸张的电阻和电容特性的测量工作。
本发明采取以下技术方案：
一种纸张阻容特性的测量装置，包括压块，导电橡胶层6,示波器；所述压块的中心具有导电探针1，所述导电探针1周围包有绝缘物质2，绝缘物质2周围是金属块3；所述压块的底部贴合一层阻容特性已知的绝缘薄膜4；导电橡胶层面6放置在绝缘平面上，待测纸张5放置在导电橡胶层6之上，压块压在待测纸张5之上；导电探针1连接示波器，示波器测量并记 录微小电流随时间的变化情况。
本技术方案的特点是：压块的结构形式充分考虑到导电探针1与周围其他物体之间的绝缘特性，导电探针1与绝缘物质2之间的电阻可以被认为是无穷大；金属块3起到加大整个压块重量的作用，便于压在待测纸张上；绝缘薄膜4的阻容特性是已知的，是可以根据阻容特性表进行选取的；导电橡胶层的作用是具有一定的柔软度，当压块压在待测纸张5上时，导电橡胶层6既导电又柔软地贴合在被测纸张的表面。测试时，由于绝缘物质2的电阻远远高于导电探针1，流经绝缘物质2的电流可以忽略不计，因此本技术方案实施时，所测量的是与导电探针1对应面积内一小块纸张的阻容特性，也可以说是单位面积纸张的阻容特性。
进一步的，所述压块呈圆柱体形，拿取手感好，外形美观。
进一步的，所述导电探针(1)的直径为1mm。
更进一步的，所述金属块(3)的直径为55mm，所述绝缘薄膜(4)的厚度为50-100μm。
一种上述的测量装置的测量方法，包括以下步骤：设与导电探针(1)下端对应面积的纸张的电阻为R，电容为Cp，绝缘薄膜(4)的电容为已知常数Cs，导电探针的初始电压为V0，导电探针的输入电压为Vin，待测纸张阻容特性曲线的电容充电常数为τ；在导电橡胶层(6)上施加高电压方波信号；在示波器上观察流过微安表的微小电流随时间变化的阻容特性曲线，记录τ，V0，Vin；根据τ＝R×Cp；计算出待测纸张的电阻R和电容Cp。
本发明纸张的阻容特性数值的测量是通过一种特殊的测量装置实现 的。
1)提供了一种测量纸张阻容特性的装置和方法。
2)测量时，同时获取纸张的电阻和电容。
3)电阻测量较伏安法精度高。
4)采用压块这一集成一体化的测量辅助工具，测量过程操作方便。
附图说明
图1是纸张在通过复印机的光导体和转印辊的啮合部位时的示意图。
图2是纸张的等效电路图。
图3是纸张阻容特性的测量装置的结构示意图。
图4是纸张阻容特性的测量装置的立体分解图。
图5是导电橡胶示波器图形。
图6是中心探针示波器图形。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
本发明纸张的阻容特性数值的测量是通过一种特殊的测量装置实现的。
纸张在通过复印机的光导体和转印辊的啮合部位时，如图1所示，纸张的等效电路图如图2所示，纸张的电阻R和电容Cp串联组成。
参见图3-4，要测量这样一个RC组合，本实施例使用一种比较特殊的测量装置——压块，压块包括直径1mm，位于压块中心的导电探针1，包在导电探针1的外部一圈的绝缘物质2，绝缘物质2外部还设有较大的一圈金属块3，金属块的作用是增加重力，便于平整的压住待测纸张。
压块的下部贴合连接一层厚度为50μ—100μ绝缘薄膜4。压块的高度为35mm。导电探针1连接示波器，示波器记录微小电流随时间的变化情况。被测量的纸张样品5放置于压块的下方，纸张样品5下方铺垫有导电橡胶层6，导电橡胶的作用是既导电又柔软地贴合在被测纸张的表面，在导电橡胶上施加一个高的电压方波信号(例如1000伏)，如图5所示，这样就能在示波器上观察到流过微安表的微小电流随时间变化的指数曲线，如图6所示。记录该阻容特性曲线，就可以得出RC的数值，也就是阻容时间常数τ。
具体测试时，设与导电探针(1)下端对应面积的纸张的电阻为R，电容为Cp，绝缘薄膜(4)的电容为已知常数Cs，导电探针的初始电压为V0，导电探针的输入电压为Vin，待测纸张阻容特性曲线的电容充电常数为τ；在导电橡胶层(6)上施加高电压方波信号；在示波器上观察流过微安表的微小电流随时间变化的阻容特性曲线，记录τ，V0，Vin；根据τ＝R×Cp；计算出待测纸张的电阻R和电容Cp。
关于公式是申请人根据实际测量的实施而做出的推导，推导过程如下：
Qs＝Cs×Vout
-Ln(Vin-Vout)＝t/R(Cs+Cp)+K
令τ＝R(Cs+Cp)
Vout＝Vin-(Vin-V0)Exp-t/τ成立，
Vout是中心探针探测到的瞬间电压，V0是中心探针探测到的初始电压，Vin是中心探针探测到的稳态电压，Cp是被测纸张电容，Cs是被测纸张上方绝缘薄膜的已知电容。

Claims (4)

1.一种纸张阻容特性的测量装置，其特征在于：
包括压块，导电橡胶层(6),示波器；
所述压块的中心具有导电探针(1)，所述导电探针(1)周围包有绝缘物质(2)，绝缘物质(2)周围是金属块(3)；
所述压块的底部贴合一层阻容特性已知的绝缘薄膜(4)；
导电橡胶层(6)放置在绝缘平面上，待测纸张(5)放置在导电橡胶层(6)之上，压块压在待测纸张(5)之上；
导电探针(1)连接示波器，示波器测量并记录微小电流随时间的变化情况；
设与导电探针(1)下端对应面积的纸张的电阻为R，电容为Cp，绝缘薄膜(4)的电容为已知常数Cs，导电探针的初始电压为V0，导电探针的输入电压为Vin，待测纸张阻容特性曲线的电容充电常数为τ；
在导电橡胶层(6)上施加高电压方波信号；
在示波器上观察流过微安表的微小电流随时间变化的阻容特性曲线，记录τ，V0，Vin；
根据计算出待测纸张的电阻R和电容Cp。
2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述压块呈圆柱体形。
3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于:所述导电探针(1)的直径为1mm。
4.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于：所述金属块(3)的直径为55mm，所述绝缘薄膜(4)的厚度为50-100μm。
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