CN108776154A - 测量材料相变性能的串联微带线测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量材料相变性能的串联微带线测试方法，涉及电磁兼容测试技术领域。所述方法包括：将测试材料串联安装在测试装置的微带线上；使用高频噪声模拟器产生的方波信号向测试装置中的测试材料施加电压；观察示波器的波形，当波形为微分波形或者示波器没有波形时，被测材料呈现高阻状态，没有发生相变，当外部施加的电压增加到一定值时，被测材料发生相变，被测材料呈现低阻状态，输出波形逐渐变为前沿短时间微分的方波波形，根据第二种波形计算出被测材料的电阻率和响应时间；所述测试方法解决了现有技术测试相变型电磁防护材料的阻抗变化范围小、响应时间测量不够准确的问题。

Description

测量材料相变性能的串联微带线测试方法

技术领域

本发明涉及电磁兼容测试技术领域，尤其涉及一种测量材料相变性能的串联微带线测试方法。

背景技术

现有的理想的场敏感型环境自适应电磁防护材料在平时低场强情况下为绝缘材料，对电磁波没有屏蔽作用，当受到外部强电磁脉冲干扰或攻击的时候，即外部电磁场突然显著增加且超过某临界场强的时候，由于材料特有的电化学和能量结构特征，能够感知外部电磁环境的变化并能快速调节其电磁性能，可以在微纳秒时间内即刻发生绝缘/导电相变现象，电导率可以提升10²～10⁵数量级，使平时为绝缘体的材料迅速变为高导电的类金属材料，对外来电磁波产生高反射和屏蔽，将强电磁脉冲能量阻挡在防护壳体之外，当外部干扰和攻击强场消失以后，材料恢复到原始状态；这类材料在相变前的阻抗都在MΩ数量级，有些材料相变后的阻抗也会达到kΩ数量级，目前，如何能够在这种情况下测量出阻抗和响应时间的变化还未能解决。

现有的材料电磁测试方法中的自由空间法、谐振法、同轴传输/反射法可以用来测试材料的介电常数、磁导率，但这些方法都属于材料的静态测试方法，无法测量电磁防护材料的动态响应时间；而目前对于响应时间的测量主要用于半导体器件，比如：瞬态抑制二极管，在进行测量时，被测半导体器件可以通过焊接或直接插入相应测试管脚固定在测试夹具上，而由于电磁防护材料本身的特殊性质，无法进行焊接或插入等操作；四探针法只可以用来测试半导体材料的电阻率，其测试电压很低，无法满足强场下场敏感型电磁防护材料的电阻率测试，发明人前期研制一种可以用来测试在强电磁脉冲下场敏感型电磁防护材料响应时间和电阻率的测试装置和方法，该测试装置中的微带信号线、输入端口、输出端口、示波器的输入阻抗均为50Ω，当被测材料在强场下发生相变，使其从绝缘材料突变为类金属材料时，突变后类金属材料的等效电阻如果能够达到1kΩ以下，微纳秒级的响应时间，该测试装置才可以对被测材料进行测试。而这类新型材料大部分都处在研究阶段，相变后的阻抗很大，大约在几kΩ到几十kΩ，而前期研制的并联型测试装置无法满足测试的要求，也就是说，无法观测到被测材料在高场强下电阻率发生的变化，主要是因为被测材料和微带线的并联关系后受制于50Ω的测试系统，虽然材料的电阻率已经发生了很大的改变，比如在一定的高场强下，被测材料的阻抗由200MΩ将为了2000Ω，实际上，电阻率的变化已经达到了10⁵，但是50Ω和2000Ω的并联后接近于50Ω，所以整个50Ω的测试系统是处于阻抗匹配状态，无法通过示波器观测到输出波形的变化，也就无法判断材料电阻率变化和相变的响应时间，所以，急需一种能够测试相变后电阻在几十Ω到几十kΩ的测试装置以及相应的判断其是否相变的测试和评估方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测量材料相变性能的串联微带线测试方法，通过使用测试系统对被测材料进行测试，解决现有技术测试相变型电磁防护材料阻抗变化范围小、响应时间测量不够准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种测量材料相变性能的串联微带线测试方法，其特征在于包括如下步骤：

安装测试系统：所述测试系统包括高频噪声模拟器、串联微带线测试装置、衰减器以及示波器，将所述高频噪声模拟器通过同轴线缆与所述测试装置的信号输入端口连接，所述信号输入端口与所述测试装置内高频电路板上的第一微带信号线的一端连接，第一微带信号线的另一端连接有第一柱形电极，第二柱形电极与第二微带信号线的一端连接，第二微带信号线的另一端与所述装置上的信号输出端口连接，被测材料位于所述第一柱形电极以及第二柱形电极之间，并将所述输出端口经所述衰减器与所述示波器的信号输入端连接，所述第一微带信号线、第一柱形电极、被测材料、第二柱形电极以及第二微带信号线之间构成串联关系；

控制高频噪声模拟器工作，使其产生方波测试信号，并将该方波信号通过同轴线缆传送给所述串联微带线测试装置中的第一柱形电极，使得第一柱形电极的压持装置与第二柱形电极的压持装置之间产生水平方向的电场或垂直方向的电场，产生的水平方向的电场或垂直方向的电场被施加给第一柱形电极与第二柱形电极之间的被测材料；

水平方向的电场测试时，调节高频噪声模拟器的输出电压和脉冲宽度，为所述测试装置提供输入波形，此时，第一柱形电极的压持装置和第二柱形电极的压持装置处在同一条水平线上，两个压持装置平行放置在被测材料的两端，使被测材料与压持装置保证良好的电气连接，使第一柱形电极的压持装置与第二柱形电极的压持装置之间产生水平于被测材料的电场，通过示波器观察输出波形，如果示波器没有出现输出波形，代表此时被测材料电阻较大，还未发生相变，然后逐步增大所述高频噪声模拟器输出的电压幅值，进而提高被测材料所处的场强，并观察示波器的波形变化，当外部施加的电压增加到一定值时，被测材料发生相变，此时被测材料呈现低阻状态，示波器可以观测到输出波形，然后，根据被测材料发生相变后的示波器显示的波形计算出被测材料的电阻率和响应时间，完成测试；

垂直方向的电场测试时，调节高频噪声模拟器的输出电压和脉冲宽度，为所述测试装置提供输入波形，此时，被测材料的一面与第一柱形电极的压持装置电连接，被测材料的另一面与第二柱形电极的压持装置电连接，压持装置上下固定被测材料，使第一柱形电极的压持装置与第二柱形电极的压持装置之间产生垂直于被测材料的电场，观察示波器的波形，当示波器的波形显示为微分波形时，表示被测材料呈现高阻状态，没有发生相变；步进增大所述高频噪声模拟器输出的电压幅值，进而提高被测材料所处的场强，并观察示波器的波形变化，当外部施加的电压增加到一定值时，被测材料发生相变，此时被测材料呈现低阻状态，输出波形逐渐变为前沿带有过冲的方波波形，然后，根据被测材料发生相变后的示波器显示的波形计算出被测材料的电阻率和响应时间，完成测试。

进一步的技术方案在于：所述方法还包括判断所述测试装置本身对测试结果是否产生影响的步骤，方法如下：

在所述测试装置不串联被测材料的情况下，通过高频噪声模拟器给所述测试装置的信号输入端口输入一个方波信号，如果所述测试装置具有良好的阻抗匹配以及耐高压特性，那么通过所述测试装置信号输出端口在示波器上显示的输出信号是无输出，且断开的微带信号线没有发生空气放电，两个柱形电极的压持装置和所述一体式圆柱体之间没有发生空气放电。

进一步的技术方案在于：通过观察输出波形平坦部分的电压幅值估算出被测材料的电阻率；

水平方向的电场测试时，通过其输入方波脉冲的上升时间估算出其响应时间；垂直方向的电场测试时，通过观察输出波形上升沿部分由下而上的那一段时间估算出其响应时间；

水平方向的电场测试时，示波器首次观察到波形时的场强就是能够使被测材料发生相变的场强阈值；垂直方向的电场测试时，当示波器的波形由微分波形变换为前沿带有过冲的方波波形时的场强就是能够使被测材料发生相变的场强阈值。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：将被测材料通过第一柱形电极与第二柱形电极串联在微带信号线上，被测材料和50Ω微带信号线之间是串联关系，根据微带线阻抗匹配原理，只要被测材料的阻抗发生变化，电路都是处于阻抗失配的状态，都会发生反射，不同的阻抗反射系数不同，所得到的输出波形就不同，通过输出波形都可以观测到被测材料发生的电阻率变化，从理论上分析，只要示波器的分辨率足够高，被测材料发生的阻抗变化都可以观测到不同的输出波形，虽然和前期研制的测试装置在电路上是一个小小的改变，但是其测试范围却得到了大大的扩展，通过实际的试验发现，由于受到示波器本身性能的影响，太低和太高的阻抗无法观测到输出波形的变化，示波器的分辨率为20GS/s，注入电压为1kV时，通过大量的等效电阻验证试验发现，当等效电阻为1Ω-30kΩ,其输出波形都和输入波形不同，其输出波形的形状、电压幅值或脉冲宽度都会发生相应的变化。这较之前的小于1kΩ的测试范围得到了大大的扩展，且在几百Ω电阻的测试精度也得到了提高，可以满足那些相变后电阻在百Ω和kΩ数量级的被测材料的精确测试。

另外，所述测试系统中压持装置使用起来也非常灵活方便，通过修改压持装置上过孔的位置，就可以改变两个压持装置的位置关系，从而实现对被测材料的水平极化和垂直极化测试，而之前研制的测试装置只能进行水平极化，需要特别指出的是，在垂直极化测试时，由于夹持材料的测试电极具有较大的等效电容，所以其输出波形和水平极化不同，因此在进行水平极化和垂直极化在判断材料是否发生相变的评估方法也有所区别。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述系统的原理框图；

图2是本发明实施例所述系统中测试装置的第一种结构示意图；

图3是图2中第一柱形电极与第二柱形电极部分的仰视结构示意图；

图4是本发明实施例所述系统中测试装置的第二种结构示意图；

图5是图4中第一柱形电极与第二柱形电极部分的仰视结构示意图；

图6是本发明实施例所述方法的测试流程图；

图7是本发明实施例所述方法中水平极化测试时被测材料相变后为5欧时的波形图；

图8是本发明实施例所述方法中水平极化测试时被测材料相变后为220欧时的波形图；

图9是本发明实施例所述方法中水平极化测试时被测材料相变后为5100欧时的波形图；

图10是本发明实施例所述方法中水平极化测试时被测材料相变后为30k欧时的波形图；

图11是本发明实施例所述方法中垂直极化测试时被测材料未发生相变时的波形图；

图12是本发明实施例所述方法中垂直极化测试时被测材料相变后为100欧时的波形图；

图13是本发明实施例所述方法中垂直极化测试时被测材料相变后为5欧时的波形图；

其中：1、屏蔽壳体2、高频电路板3、接地线4、第一微带信号线5、第二微带信号线6、第一柱形电极7、第二柱形电极8、信号输入端口9、信号输出端口10、被测材料11、压持装置12、一体式圆柱体13、固定螺栓。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明实施例公开了一种测量材料相变性能的串联微带线测试系统，包括高频噪声模拟器、串联微带线测试装置、衰减器以及示波器。所述高频噪声模拟器通过同轴线缆与所述测试装置的信号输入端口8连接，所述信号输入端口8与第一微带信号线4的一端连接，第一微带信号线4的另一端经被测量材料10与所述第二微带信号线5的一端连接，第二微带信号线5的另一端与所述装置上的信号输出端口9连接，使所述第一微带信号线4、被测量材料10以及第二微带信号线5之间构成串联关系，所述输出端口9经所述衰减器与所述示波器的信号输入端连接。优选的，第一微带信号线4的内侧端部与第二微带信号线5的内侧端部之间的距离为2cm，需要说明的是，第一微带信号线4的内侧端部与第二微带信号线5的内侧端部之间的距离还可以为其它数值，本领域技术人员可以根据被测试的材料进行适当的调整，在此不做赘述。

进一步的，如图2和图4所示，所述测试装置包括屏蔽壳体1、高频电路板2、若干条接地线3、第一柱形电极6、第二柱形电极7、信号输入端口8和信号输出端口9。所述信号输入端口8以及信号输出端口9内嵌在所述屏蔽壳体1相对的两个面上，所述高频电路板2竖向安装在屏蔽壳体1内，所述高频电路板2的正面沿水平方向间隔的设置有第一微带信号线4和第二微带信号线5，所述第一微带信号线4的一端与所述信号输入端口8连接，第一柱形电极6的底部垂直焊接在第一微带信号线4的另一端，第二柱形电极7的底部垂直焊接在第二微带信号线5的一端，第二微带信号线5的另一端与所述信号输出端口5连接。第一柱形电极6和第二柱形电极7呈水平排列，两者之间的距离可以通过调节两个电极在微带线上的水平位置来确定。其中所述第一柱形电极6用于压持固定被测材料的一端，所述第二柱形电极7用于压持固定被测材料的另一端，两个存在一定距离的柱形电极之间形成固定被测材料10的空间，通过所述第一柱形电极6和第二柱形电极7对被测材料施加水平或垂直的极化电场。

进一步的，如图2-图4所示，所述第一微带信号线4和第二微带信号线5上、下侧的高频电路板2上设置有若干个过孔，所述过孔内设置有接地线3。所述高频线路板2的背面设置覆铜板，所述覆铜板与屏蔽壳体1之间通过接地线连接，使得高频电路板2、接地线3和屏蔽壳体1等电位。

所述第一柱形电极6和第二柱形电极7的具体形式至少有以下两种：

第一种，如图2-图3所示，所述第一柱形电极6和第二柱形电极7的结构相同，均包括一体式圆柱体12以及压持装置11。所述圆柱体的下部与所述第一微带信号线4或第二微带信号线5焊接，所述压持装置11为Z字形铜片，其中所述Z字形铜片的上水平部分上设置有过孔，所述一体式圆柱体12的上端面设置有螺纹孔，固定螺栓13首先穿过所述Z字形铜片上侧的过孔后与所述一体式圆柱体12上端面的螺纹孔固定连接，将所述Z字形铜片固定在所述一体式圆柱体上；对被测材料进行压持时， 第一柱形电极6中Z字形铜片的下水平部与所述被测材料10一端的上表面接触，第二柱形电极7中Z字形铜片的下水平部与所述被测材料10另一端的上表面接触，且两个所述Z字形铜片的下水平部的自由端保持有一定距离，使得两个Z字形铜片的下水平部之间产生平行于所述被测材料10的电场。

第二种，如图4-图5所示，所述第一柱形电极6与第二柱形电极7的结构相似，均包括一体式圆柱体12以及压持装置11。所述圆柱体的下部与所述第一微带信号线4或第二微带信号线5焊接，所述压持装置11为Z字形铜片，其中所述Z字形铜片的上水平部分上设置有过孔，所述一体式圆柱体的上端面设置有螺纹孔，固定螺栓13首先穿过所述Z字形铜片上侧的过孔后与所述一体式圆柱体12上端面的螺纹孔固定连接，将所述Z字形铜片固定在所述一体式圆柱体12上；所述第一柱形电极6中Z字形铜片的倾斜段的长度与所述第二柱形电极7中Z字形铜片的倾斜段的长度不同，对被测材料进行压持时，第一柱形电极6中Z字形铜片的下水平部与所述被测材料10一端的上表面或下表面接触，第二柱形电极7中Z字形铜片的下水平部与所述被测材料10另一端的下表面或上表面接触，且两个Z字形铜片的下水平部在上下方向具有重叠，使得两个Z字形铜片的下水平部之间产生垂直于所述被测材料的电场。

进一步的，所述第一、第二微带信号线的长为103.3mm，宽为2.74mm，所述微带信号线、信号输入端口的特性阻抗为50Ω，为了保证压持被测材料的电极也保持阻抗的匹配，所以两个一体式圆柱体12的直径最好与所述微带信号线的宽度相同，为了能够和被测材料保持更好的接触面，一体式圆柱体12高度主要根据被测材料的厚度来确定，为被测材料厚度的10倍-15倍。所述第一柱形电极6与第二柱形电极7尽量放置在所述微带信号线的中部，两者之间的水平距离需要根据被测材料的长度确定，为了保证测试结果受到更小的影响，所以被测材料的宽度最好也和所述微带线信号线的宽度相当，由于微带信号线是由两个断开的第一微带信号线和第二微带信号线组成，两者之间的水平距离不需要根据被测材料的长度来确定，因为如果被测材料很长的话，两个断开的微带信号线离得很远，等效电容会很大，可能会对测试结果造成影响，因此，在保证不发生空气放电的情况下，两者之间距离尽量靠近，尽量减小等效电容，所述屏蔽壳体1为铝质壳体。

由于被测材料为场敏感型电磁防护材料，这种材料在平常情况下是绝缘状态，在强电磁脉冲下会发生相变，变成类金属材料，这样就需要使被测材料在很高的场强下进行试验，进而要求高频电路板的基材、信号输入端口和信号输出端口能够承受高电压，电路板的基材采用聚四氟乙烯，厚度1mm，信号输入端口和输出端口采用的是承受高压的N型接头。为了防止一体式圆柱体12与Z字形铜片之间发生空气放电，所以一体式圆柱体12与Z字形铜片中部倾斜部之间需要保持一定的距离，也就是Z字形铜片上水平部的内侧端部要相对于所述一体式圆柱体12向外延伸一端距离。

如图6所示，本发明实施例还公开了一种测量材料相变性能的串联微带线测试方法，包括如下步骤：

安装测试系统：所述测试系统包括高频噪声模拟器、串联微带线测试装置、衰减器以及示波器，将所述高频噪声模拟器通过同轴线缆与所述测试装置的信号输入端口8连接，所述信号输入端口8与所述测试装置内高频电路板2上的第一微带信号线4的一端连接，第一微带信号线4的另一端经被测材料10与所述测试装置内高频电路板2上的第二微带信号线5的一端连接，第二微带信号线5的另一端与所述装置上的信号输出端口9连接，使所述第一微带信号线4、被测材料10以及第二微带信号线5之间构成串联关系，并将所述输出端口经所述衰减器与所述示波器的信号输入端连接；

控制高频噪声模拟器工作，使其产生方波信号，并将该方波信号通过同轴线缆传送给所述串联微带线测试装置中的被测材料10，对被测材料施加水平方向的电场或垂直方向的电场；

观察示波器的波形，当示波器的波形显示为微分波形时，表示被测材料呈现高阻状态，没有发生相变；步进增大所述高频噪声模拟器输出的电压幅值，进而提高被测材料10所处的场强，并观察示波器的波形变化，当外部施加的电压增加到一定值时，被测材料发生相变，此时被测材料呈现低阻状态，输出波形逐渐变为前沿有过冲的方波波形，然后，根据被测材料发生相变后的示波器显示的波形计算出被测材料的电阻率和响应时间，完成测试。

需要说明的是，为了试验的准确性，在进行测试前，需要先进行验证试验，判断测试装置本身对测试结果是否产生影响，判断的方法是：

在所述测试装置不串联被测材料的情况下，通过高频噪声模拟器给所述测试装置的信号输入端口输入一个方波信号，如果所述测试装置具有良好的阻抗匹配以及耐高压特性，那么通过所述测试装置信号输出端口在示波器上显示的输出信号是无输出，且断开的微带信号线没有发生空气放电，两个柱形电极的压持装置和所述一体式圆柱体之间没有发生空气放电。

本发明在使用过程中，同轴电缆连接在高频噪声模拟器的输出端和测试装置的信号输入端口之间，如果两者的端口类型不一致，还需添加相应的转接头，由于输出方波的电压值达到上千伏，示波器的电压承受范围仅有几十伏，因此在测试装置和示波器之间需要连接相应参数的衰减器，最后，由示波器显示输出波形。

水平极化测试方法如下：

测试系统请参见附图2-图3，测试方法流程如图6所示，将被测材料串联放置在第一柱形电极6与第二柱形电极7之间，两个柱形电极的压持装置处在同一条水平线上，两个压持装置是不能电连接的，平行放置在被测材料两端，并使其与被测材料保持良好的面接触，使被测材料和压持装置下部保证良好的电气连接。

调节高频噪声模拟器的输出电压和脉冲宽度，为测试装置提供输入波形，输入波形为方波，其上升沿时间是1ns,脉冲宽度是1us，电压幅度是100V，衰减系数60dB，使被测材料处在一个水平极化的场强下，通过示波器观察输出波形，如果示波器没有出现输出波形，代表此时被测材料电阻较大，还未发生相变，然后逐步调高输入波形的电压，进而提高被测材料所处的场强，当电压为某个电压值时，示波器可以观测到输出波形，就可以判断其发生了相变，其相变后的阻值可以根据输出波形的形状、脉冲电压幅值和脉冲宽度和相应的等效电阻值比对得到，然后根据被测材料相变前后的电阻值就可以判断出其电阻率的变化，其输入方波脉冲的上升沿就是其响应时间。相变后不同阻值的测试波形如图7-图10所示。

垂直极化测试方法：

测试系统请参见附图4-图5，测试方法流程如图6所示，将被测材料串联在微带信号线上，被测材料的一面和一个柱形电极的压持装置电连接，另一面和另一个柱形电极的压持装置电连接，压持装置上下固定被测材料，此时电场的极化方式是垂直极化，其未相变波形和相变波形与水平极化的测试波形不同，这也是因为夹持材料的两个上下关系的电极相当于一个较大的等效电容，而被测材料也等效为一个电阻，所以整个测试装置的等效电路相当于一个电容和电阻的并联，对该等效电路进行了仿真分析，结果表明，当电容为具体值，注入方波的脉宽一定的前提下，该等效电阻的变化和输出波形直接相关，未相变时，等效电容起主要作用，输出波形为微分波形（如图11所示），而当材料相变时，电阻迅速减小，电阻和电容同时起作用，输出波形如图12所示，而当电阻小到欧姆级时，主要是由电阻起作用，输出波形为带很小过冲的方波，幅值发生变化（如图13所示）。通过观察输出波形平坦部分的电压幅值可以估算出被测材料的电阻率，通过观察输出波形上升沿部分由下而上的那一段时间估算出其响应时间。

需要说明的是，水平方向的电场测试时，示波器首次观察到波形时的场强就是能够使被测材料发生相变的场强阈值；垂直方向的电场测试时，当示波器的波形由微分波形变换为前沿带有过冲的方波波形时的场强就是能够使被测材料发生相变的场强阈值。

当被测材料的厚度为微米级时，所需施加的方波电压可以很低就可以达到较高的场强，这种测试方式会使被测材料在较低的电压下发生相变。这种测试方法更加适合在较高场强下的场相变型电磁脉冲防护材料的测试。

Claims (3)

1.一种测量材料相变性能的串联微带线测试方法，其特征在于包括如下步骤：

安装测试系统：所述测试系统包括高频噪声模拟器、串联微带线测试装置、衰减器以及示波器，将所述高频噪声模拟器通过同轴线缆与所述测试装置的信号输入端口（8）连接，所述信号输入端口（8）与所述测试装置内高频电路板（2）上的第一微带信号线（4）的一端连接，第一微带信号线（4）的另一端连接有第一柱形电极，第二柱形电极与第二微带信号线（5）的一端连接，第二微带信号线（5）的另一端与所述装置上的信号输出端口（9）连接，被测材料（10）位于所述第一柱形电极以及第二柱形电极之间，并将所述输出端口经所述衰减器与所述示波器的信号输入端连接，所述第一微带信号线（4）、第一柱形电极、被测材料（10）、第二柱形电极以及第二微带信号线（5）之间构成串联关系；

控制高频噪声模拟器工作，使其产生方波测试信号，并将该方波信号通过同轴线缆传送给所述串联微带线测试装置中的第一柱形电极（6），使得第一柱形电极（6）的压持装置（11）与第二柱形电极（7）的压持装置（11）之间产生水平方向的电场或垂直方向的电场，产生的水平方向的电场或垂直方向的电场被施加给第一柱形电极（6）与第二柱形电极（7）之间的被测材料（10）；

水平方向的电场测试时，调节高频噪声模拟器的输出电压和脉冲宽度，为所述测试装置提供输入波形，此时，第一柱形电极（6）的压持装置（11）和第二柱形电极（7）的压持装置（11）处在同一条水平线上，两个压持装置（11）平行放置在被测材料（10）的两端，使被测材料（10）与压持装置（11）保证良好的电气连接，使第一柱形电极（6）的压持装置（11）与第二柱形电极（7）的压持装置（11）之间产生水平于被测材料（10）的电场，通过示波器观察输出波形，如果示波器没有出现输出波形，代表此时被测材料（10）电阻较大，还未发生相变，然后逐步增大所述高频噪声模拟器输出的电压幅值，进而提高被测材料（10）所处的场强，并观察示波器的波形变化，当外部施加的电压增加到一定值时，被测材料（10）发生相变，此时被测材料（10）呈现低阻状态，示波器可以观测到输出波形，然后，根据被测材料（10）发生相变后的示波器显示的波形计算出被测材料的电阻率和响应时间，完成测试；

垂直方向的电场测试时，调节高频噪声模拟器的输出电压和脉冲宽度，为所述测试装置提供输入波形，此时，被测材料（10）的一面与第一柱形电极（6）的压持装置（11）电连接，被测材料（10）的另一面与第二柱形电极（7）的压持装置（11）电连接，压持装置（11）上下固定被测材料（10），使第一柱形电极（6）的压持装置（11）与第二柱形电极（7）的压持装置（11）之间产生垂直于被测材料（10）的电场，观察示波器的波形，当示波器的波形显示为微分波形时，表示被测材料（10）呈现高阻状态，没有发生相变；步进增大所述高频噪声模拟器输出的电压幅值，进而提高被测材料（10）所处的场强，并观察示波器的波形变化，当外部施加的电压增加到一定值时，被测材料（10）发生相变，此时被测材料（10）呈现低阻状态，输出波形逐渐变为前沿带有过冲的方波波形，然后，根据被测材料（10）发生相变后的示波器显示的波形计算出被测材料的电阻率和响应时间，完成测试。

2.如权利要求1所述的测量材料相变性能的串联微带线测试方法，其特征在于，所述方法还包括判断所述测试装置本身对测试结果是否产生影响的步骤，方法如下：

在所述测试装置不串联被测材料的情况下，通过高频噪声模拟器给所述测试装置的信号输入端口输入一个方波信号，如果所述测试装置具有良好的阻抗匹配以及耐高压特性，那么通过所述测试装置信号输出端口在示波器上显示的输出信号是无输出，且断开的微带信号线没有发生空气放电，两个柱形电极的压持装置和所述一体式圆柱体之间没有发生空气放电。

3.如权利要求1所述的测量材料相变性能的串联微带线测试方法，其特征在于：

通过观察输出波形平坦部分的电压幅值估算出被测材料的电阻率；

水平方向的电场测试时，通过其输入方波脉冲的上升时间估算出其响应时间；垂直方向的电场测试时，通过观察输出波形上升沿部分由下而上的那一段时间估算出其响应时间；

水平方向的电场测试时，示波器首次观察到波形时的场强就是能够使被测材料发生相变的场强阈值；垂直方向的电场测试时，当示波器的波形由微分波形变换为前沿带有过冲的方波波形时的场强就是能够使被测材料发生相变的场强阈值。