CN104459329A - 一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，包括：定位机构、加热系统和测量系统；所述加热系统包括加热炉和连接在加热炉上的温控箱；所述测量系统包括计算机和与所述计算机连接的信号控制盒；所述计算机通过通信线与所述温控箱连接；所述加热炉中设有真空管，所述定位机构设置在真空管中；所述真空管两端设有密封阀体，所述真空管一端的密封阀体上连接有真空泵，真空管另一端的密封阀体与所述信号控制盒连接；所述真空管内设有温度传感器、电流信号输入夹具和信号采集夹具；电流信号输入夹具和信号采集夹具通过导线与所述信号控制盒连接。通过上述方式，本发明能够在不同加热速率下实现金属电阻率变化的精密测量。

Description

一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置

技术领域

本发明涉及材料分析、电子测试设备领域，特别是涉及一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置。

背景技术

电阻率测试常规的测试方法是四探针或四线法，一般都是在常温下测试，主要应用在半导体电阻率的测试中。也有将四探针或四线法应用在金属电阻率测试中，但往往需要较大的电流才能在探针间产生电势，而大电流往往带来发热效应，对电阻率的测试带来影响。传统的电阻率测试或是单一单片机测试方式，数据不能存储分析，功能单一满足不了现代飞速发展的测试要求，或是需要多个仪器的功能来实现测试测量，成本较高。因此急需一种高精度、低成本、能实现真空多段温控加热和智能存储分析的测试装置。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，能够在不同加热速率下实现金属电阻率变化的精密测量，采用高精度的恒流源，通过计算机通信控制实现连续可调，减少发热效应对测试产生的影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，包括：定位机构、加热系统和测量系统；所述加热系统包括加热炉和连接在加热炉上的温控箱；所述测量系统包括计算机和与所述计算机连接的信号控制盒；所述计算机通过通信线与所述温控箱连接；所述加热炉中设有真空管，所述定位机构设置在真空管中；所述真空管两端设有密封阀体，所述真空管一端的密封阀体上连接有真空泵，真空管另一端的密封阀体与所述信号控制盒连接；所述真空管内设有温度传感器、电流信号输入夹具和信号采集夹具；所述电流信号输入夹具和信号采集夹具固定在所述定位机构上，且电流信号输入夹具和信号采集夹具通过导线与所述信号控制盒连接。

优选的是，所述温控箱上设有RS485通信口，温控箱通过RS485通信口与所述计算机连接；所述计算机设定温控箱的加热曲线和加热参数。

优选的是，所述信号控制盒上设有AD采集模块；所述信号控制盒产生电流并输送至所述电流信号输入夹具，所述AD采集模块从所述信号采集夹具接收信号并传输给所述计算机；所述计算机从信号控制盒读取测试数据，记录并分析。

优选的是，所述定位机构为陶瓷接线台，陶瓷接线台上设有定位孔；所述电流信号输入夹具和信号采集夹具固定在定位孔内。

优选的是，所述计算机上连接有打印机，打印机打印出计算机分析完成的数据结果。

优选的是，所述真空管为石英真空管。

优选的是，所述加热炉为红外加热炉。

本发明的有益效果是：本发明能够在不同加热速率下实现金属电阻率变化的精密测量。

附图说明

    图1是本发明一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置的构架原理示意图；

图2是所示一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置的立体结构示意图；

图3是所示一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置的定位机构的局部放大立体结构示意图；

    附图中各部件的标记如下：1、红外加热炉；2、温控箱；3、信号控制盒；4、石英真空管；5、密封阀体；11、陶瓷接线台；12、电流信号输入夹具；13、信号采集夹具。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1至图3，本发明实施例包括：

一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，包括：陶瓷接线台11、加热系统和测量系统；所述加热系统包括红外加热炉1和连接在红外加热炉1上的温控箱2；所述测量系统包括计算机和与所述计算机连接的信号控制盒3；所述温控箱3上设有RS485通信口，温控箱通过RS485通信口与所述计算机连接；所述计算机设定温控箱2的加热曲线和加热参数，温度测量信息实时传递，通过功率器件控制红外加热炉1的加热速率保证加热过程符合加热曲线要求；温控箱具有大功率加热、加热电流指示、工作电压指示、启动按钮、停止按钮、超温警报、短路保护开关等功能；所述红外加热炉1中设有石英真空管4，所述陶瓷接线台11设置在石英真空管4中；所述石英真空管4两端设有密封阀体5，所述石英真空管4一端的密封阀体4上连接有真空泵，所述真空泵穿过密封阀体5将加热炉内的石英真空管4抽到真空状态，防止加热时试样发生氧化；石英真空管4另一端的密封阀体5与所述信号控制盒3连接；所述石英真空管4内设有温度传感器、电流信号输入夹具12和信号采集夹具13；陶瓷接线台11上设有定位孔；所述温度传感器、电流信号输入夹具12和信号采集夹具13固定在定位孔内，且电流信号输入夹具12和信号采集夹具13通过导线与所述信号控制盒3连接，密封阀体上设有电器元件，电器元件用作电流信号输入夹具12和信号采集夹具13的导线与信号控制盒连接的中间载体。温度传感器为K型热电偶；所述信号控制盒3上设有AD采集模块；所述信号控制盒3能产生高精度的恒流源0.1mA～10mA，通过计算机通信控制实现连续可调，送至所述电流信号输入夹具12，所述AD采集模块从所述信号采集夹具13接收信号并传输给所述计算机；所述计算机从信号控制盒3读取测试数据，计算电阻率，结合温度值显示电阻率-温度曲线，同时存储测试过程的信息和测试过程的数据，完成数据库的基本管理、查询功能；计算机上连接有打印机，打印机打印出计算机分析完成的数据结果。所述计算机具有测试参数设定，测试，查询打印，信息提示等功能；测试参数设定功能：设定基本的测试信息，操作者，材料名称，材料长度，宽度，厚度，电流输入点长度，电压测试点长度，比例，积分，微分参数的设定，加热的温度上下限报警参数等；测试功能：显示温度-电阻率曲线数据，温度-时间曲线，并存储到对应的数据库中；查询打印功能：根据测试材料的信息，测试时间，测试者等信息查询数据库内的相关信息，并显示在界面上，可以生成EXCEL数据表，完成在EXCEL内的打印等操作；信息提示功能：测试系统测试过程中的各种测试信息提示。

本发明一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置具有以下有益效果：

1、本装置采用基于电子器件的高精度的恒流源，通过计算机通信控制实现连续可调，减少发热效应对测试产生的影响；采用基于电子器件的高精度的电压采样，完成低电压信号采集；突破传统的昂贵的电流源、电压源仪器组合的方式，采用集成电路的方法构建高精度的测试系统，性价比高，灵活实用。

2、本装置可以在不同加热速率下实现金属电阻率变化的精密测量，同时计算机可以存储数据，完成对金属内部结构变化的分析，随温度变化热处理过程中电阻与组织结构的特性分析。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于，包括：定位机构、加热系统和测量系统；所述加热系统包括加热炉和连接在加热炉上的温控箱；所述测量系统包括计算机和与所述计算机连接的信号控制盒；所述计算机通过通信线与所述温控箱连接；所述加热炉中设有真空管，所述定位机构设置在真空管中；所述真空管两端设有密封阀体，所述真空管一端的密封阀体上连接有真空泵，真空管另一端的密封阀体与所述信号控制盒连接；所述真空管内设有温度传感器、电流信号输入夹具和信号采集夹具；所述电流信号输入夹具和信号采集夹具固定在所述定位机构上，且电流信号输入夹具和信号采集夹具通过导线与所述信号控制盒连接。

2.根据权利要求1所述的一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于：所述温控箱上设有RS485通信口，温控箱通过RS485通信口与所述计算机连接；所述计算机设定温控箱的加热曲线和加热参数。

3.根据权利要求1所述的一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于：所述信号控制盒上设有AD采集模块；所述信号控制盒产生电流并输送至所述电流信号输入夹具，所述AD采集模块从所述信号采集夹具接收信号并传输给所述计算机；所述计算机从信号控制盒读取测试数据，记录并分析。

4.根据权利要求1所述的一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于：所述定位机构为陶瓷接线台，陶瓷接线台上设有定位孔；所述电流信号输入夹具和信号采集夹具固定在定位孔内。

5.根据权利要求3所述的一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于：所述计算机上连接有打印机，打印机打印出计算机分析完成的数据结果。

6.根据权利要求1所述的一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于：所述真空管为石英真空管。

7.根据权利要求1所述的一种连续温度范围内金属电阻率变化测试装置，其特征在于：所述加热炉为红外加热炉。