CN110672926A - 适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统。测量装置包括电导率测量机构、平台、应力加载机构、温度施加机构和样品放置平台;应力加载机构用于对待测样片施加应力;温度施加机构用于对待测样片施加温度。测量系统包括测量装置、数据处理单元、驱动系统、数字万用表;数据处理单元与驱动系统、数字万用表、温度施加机构的热电偶和应力加载机构的应力传感器电连接;驱动系统与温度施加机构的陶瓷加热片和应力加载机构的电缸电连接;数字万用表与测量表笔电连接。本发明基于改进的范德堡四点测量法,将各种工况集成于一个测量系统,能够实现常规条件下、施加不同温度或应力条件下的电导率测量,测量结果准确。
Description
技术领域
本发明涉及电导率测量领域,具体是一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统。
背景技术
电导率参数为材料的固有属性,为电工设备电阻值参数的决定性因素,可以影响设备的损耗大小和绝缘,关系到一个设备的传输效率和整体设计。对于变压器、电抗器等电工装备而言,铁心部分磁性材料的电导率大小对于涡流损耗的影响较大,特别是在高频条件下,涡流损耗对于总铁心损耗的影响更加明显;绕组方面铜导线的电导率更会决定其直流电阻的大小,所产生的铜耗同样会对设备的绝缘散热设计产生负担。
材料的电导率会受到不同因素的影响,如温度、应力等环境因素的变化会使材料的电导率产生不同程度的波动。不同的环境因素将会导致材料内部晶格的点阵畸变,进而影响电导率的大小。金属的电阻大小是由离子的热运动决定的,从温度角度来看,电阻率的主要决定因素为电子迁移率,而在较为理想的完整晶体中温度所引起的点阵畸变是影响电子散射程度的唯一因素,而电子迁移率与散射机理有密切关系,晶格振动散射影响下的电阻率与温度成正相关。对于一些常见金属如铜、铝、金等材料,电导率大致与温度成正比;还有一些金属如铁、镍等磁性材料,电导率同样会随着温度的变化而变化,但与前者的变化规律有所不同;此外,高频用磁性材料属于合金的纳米晶材料、非晶以及属于半导体的铁氧体等材料,因各自物理特性不同,随温度变化规律也会有较大差异。
除温度因素外,材料所受的应力也会对其电导率产生较大影响。应力对于材料电阻的影响不单单体现在所测样品的形变方面,研究表明在对电导率测试样品施加应力时,纵向与横向应变对电阻的影响小于应力对于电阻的影响,而应力所影响的为材料的电导率,对电阻变化所做的贡献在50%以上,因此还要着重考虑这一因素的影响。在一定的弹性范围内,单向拉应力使得原子间的距离增大,点阵动畸变增大,进而导致材料的电阻增大。
电工装备在正常运行中,由于自身发热和散热问题导致周围环境温度上升,使得铁心材料及绕组处于的工作环境较高温状态,此时电工材料的电导率会受到温度的影响,导致铁心损耗中涡流损耗及绕组铜耗会有不同程度的变化,而涡流损耗会影响铁心及绕组的温度,从而形成一个循环,导致电工装备性能的异常波动。另一方面,由于磁性材料会存在磁致伸缩效应,使得设备的相关磁性元件产生不同程度的形变,从而影响到材料的电导率,导致电工装备的损耗发生变化。
在各类工程中,既能在不同温度条件下又能在不同应力加载条件下测量电工材料电导率的专业测量设备较少,不能满足实验研究及实际工作的需要。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置及测量系统。
本发明解决所述测量装置技术问题的技术方案是,提供一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于该测量装置包括电导率测量机构、平台、应力加载机构、温度施加机构和样品放置平台;
所述电导率测量机构包括测量表笔、样片压片、滑块定位螺丝、移动滑块、电导率测量平台、压片定位螺丝和压片支撑柱;所述电导率测量平台固定于平台上;电导率测量平台上开有十字型滑道;样品放置平台放置于十字型滑道的中心位置处,对待测样片进行电隔离;四个移动滑块放置于各自的滑道中,与滑道配合滑动,并通过移动滑块上的滑块定位螺丝实现移动滑块在滑道中位置的固定;四个测量表笔安装于各自的移动滑块上,且其测量端伸出移动滑块能够接触待测样片的边缘,用于给待测样片施加电流信号和测量待测样片的电压值;压片支撑柱固定于电导率测量平台上;样片压片的一端与样品放置平台的上表面接触,另一端嵌套于压片支撑柱上,通过压片定位螺丝与压片支撑柱的配合程度调节样片压片对样品放置平台的压紧程度;
所述应力加载机构安装于平台上,用于对待测样片施加应力并测量待测样片上所加应力的大小;
所述温度施加机构放置于十字型滑道的中心位置处,或者放置于样品放置平台中,用于对待测样片施加温度并测量待测样片上所加温度的大小。
本发明解决所述测量系统技术问题的技术方案是,提供一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量系统,其特征在于该测量系统包括所述测量装置、数据处理单元、驱动系统、数字万用表;所述数据处理单元与驱动系统、数字万用表、温度施加机构的热电偶和应力加载机构的应力传感器电连接;驱动系统与温度施加机构的陶瓷加热片和应力加载机构的电缸电连接;数字万用表与测量表笔电连接。
与现有技术相比,本发明有益效果在于:
(1)本发明基于改进的范德堡四点测量法测量矩形电工材料薄片电导率的原理,将各种工况集成于一个测量系统,能够实现常规条件下、施加不同温度或应力条件下的电导率测量,测量结果准确,对后续工序具有指导意义。
(2)本装置的移动滑块能够将测量表笔牢牢固定在移动滑块中,所采用的半包围结构将测量表笔的金属探头部分巧妙地裸露一半,用于接触待测样片的边缘部分。
(3)本装置设计了电导率测量平台的十字型燕尾槽滑道,能够实现移动滑块的灵活移动,实现各种尺寸待测样片的电导率的测量,并通过移动滑块上的滑块定位螺丝实现移动滑块在滑道中位置的固定,保证了测量表笔在测量过程中的机械稳定性,同时该结构能够满足长宽各不超过160mm的矩形电工材料薄片的电导率测量。
(4)本装置的应力加载机构能够实现单轴应力加载(即处于对角线的两个电缸加载应力)和双轴应力加载(即四个电缸均加载应力),提高装置的空间利用率。利用两个维度四个方位的电缸对待测样片施加双轴应力,可以提高待测样片的受力均匀性,减小装置在应力加载时的误差。同时也可进行单轴应力加载条件下的电导率测量,有利于测量待测样片轧制与非轧制两个方向应力加载条件下的电导率并进行对比。
(5)本装置的温度施加机构能够确保待测样片受热的均匀性以及极大限度地减少热量散失。
(6)本发明适用于各种常见的金属或合金电工材料,尤其是机械强度较好的可进行应力加载的电工材料。
附图说明
图1为本发明一种实施例的测量系统的整体示意图;
图2为本发明一种实施例的测量装置的整体结构示意图;
图3为本发明一种实施例的常规电导率测量时的电导率测量机构的结构示意图;
图4为本发明一种实施例的样品放置平台夹持待测样片的示意图;
图5为本发明一种实施例的测量时待测样片、测量表笔与移动滑块的相对位置示意图;
图6为本发明一种实施例的应力加载机构的结构示意图;
图7为本发明一种实施例的应力加载条件下的电导率测量时的应力加载夹具夹持待测样片的示意图;
图8为本发明一种实施例的温度施加条件下的电导率测量时的电导率测量机构的结构示意图;
图9为本发明一种实施例的温度施加条件下的电导率测量时的温度施加机构的安装示意图;
图10为本发明一种实施例的温度施加机构与待测样片的相对位置示意图;
图中:1、测量装置;2、数据处理单元;3、驱动系统;4、数字万用表;5、待测电工材料样片;
11、电导率测量机构;111、测量表笔;112、样片压片;113、滑块定位螺丝;114、移动滑块;115、电导率测量平台;116、压片定位螺丝;117、压片支撑柱;
12、平台;
13、应力加载机构;131、电缸;132、应力传感器;133、拉力杆;134、拉力平衡转接头;135、应力加载夹具;1351、夹扣;1352、上应力夹板;1353、防滑绝缘垫板;1354、下应力紧固夹板;
14、温度施加机构;141、保温仓固定上盖;142、上保温垫板;143、陶瓷加热片;144、下保温垫板;145、热电偶;
15、样品放置平台;151、样品上绝缘垫片;152、样品下绝缘垫片。
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明,不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置(简称测量装置),其特征在于该测量装置1包括电导率测量机构11、平台12、应力加载机构13、温度施加机构14和样品放置平台15;
所述电导率测量机构11包括测量表笔111、样片压片112、滑块定位螺丝113、移动滑块114、电导率测量平台115、压片定位螺丝116和压片支撑柱117;所述电导率测量平台115可拆卸地固定于平台12上;电导率测量平台115的两条相交的中垂线上开有十字型燕尾槽滑道;样品放置平台15放置于电导率测量平台115的十字型燕尾槽滑道的中心位置处,用于放置待测电工材料样片5(简称待测样片)并对待测样片5进行电隔离;四个移动滑块114放置于各自的滑道中,与滑道配合,能够沿滑道自由滑动,并通过移动滑块114上的滑块定位螺丝113实现移动滑块114在滑道中位置的固定同时定位待测样片5的位置,使得测量表笔111与待测样片5搭接且不会使待测样片5变形,保证测量的稳定性;四个测量表笔111安装于各自的移动滑块114上,且其测量端(表针)伸出移动滑块114能够接触待测样片5的边缘,用于给待测样片5施加电流信号和测量待测样片5的电压值;压片支撑柱117固定于电导率测量平台115上(优选四角);样片压片112的一端与样品放置平台15的上表面接触,另一端嵌套于压片支撑柱117的螺纹端,通过压片定位螺丝116与压片支撑柱117的配合程度调节样片压片112的位置和对样品放置平台15的压紧程度,实现对待测样片5的紧固压紧,保证待测样片5不会偏移,提高测量的准确性。
优选地,测量表笔111的型号可采用Keithley Model 2002八位半高精度数字万用表上自带的表笔;电导率测量平台115选用具有较高机械强度、优良的绝缘性、耐热性以及耐腐蚀性的电木材料(优选酚醛塑料),该材料可承载较强的机械强度和绝缘性,保证在测量过程中最大限度的减小误差;移动滑块114选用机械性能较好、热变形温度较高、韧性和尺寸稳定性良好、生产精度极高的高性能尼龙材料(优选PA12)。
优选地,平台12选用铝板加工而成,并进行氧化处理,具有较强的机械强度和较好的绝缘性能,用于固定四个方位的应力加载机构,能够承受四个电缸131在应力加载时的反作用力。
优选地,所述样品放置平台15包括样品上绝缘垫片151和样品下绝缘垫片152;待测样片5放置于样品上绝缘垫片151和样品下绝缘垫片152中间,用于对待测样片5进行电隔离;所述样品下绝缘垫片152放置于电导率测量平台115的十字型燕尾槽滑道的中心位置处,用于调节待测样片5的水平和竖直位置;样片压片112的一端压于样品上绝缘垫片151上,对待测样片5进行紧固压紧。
所述应力加载机构13用于对待测样片5施加两个方向的拉应力并测量待测样片5上所加应力的大小,进而得到应变值以修正待测样片5的尺寸,精确计算材料的电导率,包括电缸131、应力传感器132、拉伸杆133、拉力平衡转接头134和应力加载夹具135;所述电缸131均匀固定于平台12上(优选四角,应力分布更均匀,保证力的对称性),用于对待测样片5施加一定的应力,为应力加载源;应力传感器132的中心轴分别与电缸131的输出端和拉力平衡转接头134螺纹连接,用于实时测量待测样片5所加载的应力大小;拉伸杆133可滑动地安装于拉力平衡转接头134中,与拉力平衡转接头134构成移动副,能够沿拉力平衡转接头134自由滑动并通过拉力平衡转接头134上的锁紧机构实现位置固定;拉伸杆133的端部固定有应力加载夹具135,用于夹紧待测样片5;
优选地,所述应力加载夹具135包括夹扣1351、上应力夹板1352、防滑绝缘垫板1353和下应力紧固夹板1354;所述下应力紧固夹板1354固定于拉伸杆133的端部;所述上应力夹板1352通过夹扣1351与下应力紧固夹板1354连接,夹扣1351用于实现上应力夹板1352和下应力紧固夹板1354对待测样片5的夹紧;所述下应力紧固夹板1354和上应力夹板1352接触待测样片5的一面(即下应力紧固夹板1354的上表面和上应力夹板1352的下表面)均设置有防滑绝缘垫板1353,通过防滑绝缘垫板1353夹持待测样片5;
优选地,电缸131采用直连式高精度电缸;应力传感器132的型号为Freud-DYMH-103。
所述温度施加机构14放置于电导率测量平台115的十字型燕尾槽滑道的中心位置处或者放置于样品放置平台15中,用于对待测样片5施加温度并测量待测样片5上所加温度的大小,包括保温仓固定上盖141、上保温垫板142、陶瓷加热片143、下保温垫板144和热电偶145;下保温垫板144放置于电导率测量平台115上,其上依次放置有陶瓷加热片143、上保温垫板142和保温仓固定上盖141;保温仓固定上盖141覆盖陶瓷加热片143、上保温垫板142和下保温垫板144,使得待测样片5置于保温仓内,以便维持待测样片5的环境温度稳定;热电偶145放置于陶瓷加热片143的一面上;待测样片5放置于陶瓷加热片143和下保温垫板144之间,紧贴陶瓷加热片143的另一面。另一种方案是下保温垫板144放置于样品下绝缘垫片152上,其上依次放置有陶瓷加热片143、上保温垫板142、保温仓固定上盖141和样品上绝缘垫片151。
优选地,保温仓固定上盖141采用耐高温、韧性良好、机械强度高的玻璃纤维3D打印结构;上保温垫板和下保温垫板采用导热性差、尺寸稳定性好的玻璃纤维加树脂混合材料。
优选地,陶瓷加热片143采用带有高精度热电偶的工业级MCH陶瓷加热片,通过工业级MCH工艺将电热体与陶瓷经过高温烧结而成,能够使加热更加均匀且具备更加快速的补偿速度,用于待测样片5的加温操作;
优选地,热电偶145分布于陶瓷加热片143一侧面的四个位置,实时监测待测样片5的温度值并实现均匀测量;
本发明同时提供了一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量系统(简称测量系统),其特征在于该测量系统包括所述测量装置1、数据处理单元2、驱动系统3、数字万用表4;所述数据处理单元2与驱动系统3、数字万用表4、温度施加机构14的热电偶145和应力加载机构13的应力传感器132电连接;驱动系统3与温度施加机构14的陶瓷加热片143和应力加载机构13的电缸131电连接;数字万用表4与测量表笔111电连接。
所述数据处理单元2是安装有LabVIEW软件的NI计算机或电脑等上位机;用于分析处理测量表笔111测得的通过数字万用表4传来的电压和电流数据,计算出当前材料的电导率;同时对热电偶145和应力传感器132测得的待测样片5所加温度和应力数据进行分析,与数据处理单元2中的温度或应力预设值进行对比,进而通过驱动系统3对应力加载机构13的电缸131和温度施加机构14的陶瓷加热片143进行控制;
所述驱动系统3包括电缸131的驱动器以及陶瓷加热片143的加热电源和控制器;
所述数字万用表4采用Keithley Model 2002八位半高精度数字万用表,具有范德堡四点测量电阻的功能,即两个测量表笔111能够作为恒流源输出端给待测样片5的两边中点处施加电流信号,另外两个测量表笔111在待测样片5的另外两边中点处能够进行高精度电压测量,然后交换施加与测量位置重复操作,并将测量的电信号由数字万用表4传输至数据处理单元2,能够满足范德堡四点测量法的要求。
本发明的工作原理和工作流程是:
(1)当进行常温且无应力加载条件下的电工材料的电导率测量(即常规电工材料电导率测量)时,该系统包括电导率测量机构11、平台12、样品放置平台15、数据处理单元2和数字万用表4;数据处理单元2与数字万用表4电连接,数字万用表4与电导率测量机构11的测量表笔111电连接;
测量时,将样品放置平台15放置在电导率测量平台115的十字型燕尾槽滑道的中心位置,待测样片5夹持于样品上绝缘垫片151和样品下绝缘垫片152之间。分别移动四个插有测量表笔111的移动滑块114,直至测量表笔111的表针分别与待测样片5的四条边的中点对齐紧贴为止。再利用滑块定位螺丝113将移动滑块114固定。调节压片定位螺丝116使得四个方位的样片压片112的末端紧压在样品上绝缘垫片151上方,完成待测样片5的固定。然后数字万用表4通过测量表笔111在待测样片5的相邻两边施加特定大小的恒定电流值信号,在另外相邻的两边通过测量表笔111测量电压值,将测量的电信号由数字万用表4传输至数据处理单元2经LabVIEW软件进行数据处理后,得出材料的电导率值。
(2)进行温度施加条件下的电工材料的电导率测量时,该系统包括电导率测量机构11、平台12、温度施加机构14、数据处理单元2、驱动系统3和数字万用表4;数据处理单元2分别与驱动系统3、数字万用表4和热电偶145电连接,数字万用表4与电导率测量机构11的测量表笔111电连接,驱动系统3与陶瓷加热片143电连接;
测量时,将温度施加机构14放置在电导率测量平台115的十字型燕尾槽滑道的中心位置,待测样片5放置于陶瓷加热片143和下保温垫板144之间。分别移动四个插有测量表笔111的移动滑块114,直至测量表笔111的表针分别与待测样片5的四条边的中点对齐紧贴为止。利用滑块定位螺丝113将移动滑块114固定。调节压片定位螺丝116使得四个方位的样片压片112的末端紧压在保温仓固定上盖141上方,完成待测样片5的固定。在数据处理单元2中设定温度预设值,将数字信号转换为模拟信号传递给驱动系统3用于对测量装置1中的陶瓷加热片143进行驱动控制,对待测样片5进行加热操作;同时热电偶145实时测量所加的温度值并反馈给数据处理单元2,使用LabVIEW软件进行运算产生调节信号,再次传递给驱动系统3对陶瓷加热片143进行PID调节控制;当待测样片5上的温度值到达预设值后,数字万用表4通过测量表笔111在待测样片5的相邻两边施加特定大小的恒定电流值信号,在另外相邻的两边通过测量表笔111测量电压值,将测量的电信号由数字万用表4传输至数据处理单元2经LabVIEW软件进行数据处理后,得出材料在特定温度条件下的电导率值。
通过改变温度预设值,可以得到不同温度条件下对应的电导率值,得出温度与电导率的关系。
(3)进行应力加载条件下的电工材料的电导率测量时,该系统包括电导率测量机构11、平台12、应力加载机构13、样品放置平台15、数据处理单元2、驱动系统3和数字万用表4;数据处理单元2分别与驱动系统3、数字万用表4和应力传感器132电连接,数字万用表4与电导率测量机构11的测量表笔111电连接,驱动系统3与电缸131电连接;
测量时,将样品放置平台15放置在电导率测量平台115的十字型燕尾槽滑道的中心位置,待测样片5夹持于样品上绝缘垫片151和样品下绝缘垫片152之间,调节待测样片5放置高度以适应电缸131的高度。根据待测样片5的尺寸,调节拉力杆133的伸缩长度,并将待测样片5夹紧在设置有防滑绝缘垫板1353的下应力紧固夹板1354与上应力夹板1352之间,利用夹扣1351将其固定。分别移动四个插有测量表笔111的移动滑块114,直至测量表笔111的表针分别与待测样片5的四条边的中点对齐紧贴为止。再利用滑块定位螺丝113将移动滑块114固定。调节压片定位螺丝116使得四个方位的样片压片112的末端紧压在样品上绝缘垫片151上方,完成待测样片5的固定。在数据处理单元2中设定应力预设值,将数字信号转换为模拟信号传递给驱动系统3用于对测量装置1中的电缸131进行驱动控制,对待测样片5进行加力操作;同时应力传感器132实时测量所加的应力值并反馈给数据处理单元2,使用LabVIEW软件进行运算产生调节信号,再次传递给驱动系统3对电缸131进行PID调节控制;当待测样片5上的应力值到达预设值后,数字万用表4通过测量表笔111在待测样片5的相邻两边施加特定大小的恒定电流值信号,在另外相邻的两边通过测量表笔111测量电压值,将测量的电信号由数字万用表4传输至数据处理单元2经LabVIEW软件进行数据处理后,得出材料在特定应力条件下的电导率值。
通过改变应力预设值,可以得到不同应力条件下对应的电导率值,得出应力与电导率的关系。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (10)
1.一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于该测量装置包括电导率测量机构、平台、应力加载机构、温度施加机构和样品放置平台;
所述电导率测量机构包括测量表笔、样片压片、滑块定位螺丝、移动滑块、电导率测量平台、压片定位螺丝和压片支撑柱;所述电导率测量平台固定于平台上;电导率测量平台上开有十字型滑道;样品放置平台放置于十字型滑道的中心位置处,对待测样片进行电隔离;四个移动滑块放置于各自的滑道中,与滑道配合滑动,并通过移动滑块上的滑块定位螺丝实现移动滑块在滑道中位置的固定;四个测量表笔安装于各自的移动滑块上,且其测量端伸出移动滑块能够接触待测样片的边缘,用于给待测样片施加电流信号和测量待测样片的电压值;压片支撑柱固定于电导率测量平台上;样片压片的一端与样品放置平台的上表面接触,另一端嵌套于压片支撑柱上,通过压片定位螺丝与压片支撑柱的配合程度调节样片压片对样品放置平台的压紧程度;
所述应力加载机构安装于平台上,用于对待测样片施加应力并测量待测样片上所加应力的大小;
所述温度施加机构放置于十字型滑道的中心位置处,或者放置于样品放置平台中,用于对待测样片施加温度并测量待测样片上所加温度的大小。
2.根据权利要求1所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于所述样品放置平台包括样品上绝缘垫片和样品下绝缘垫片;待测样片放置于样品上绝缘垫片和样品下绝缘垫片中间,用于对待测样片进行电隔离;所述样品下绝缘垫片放置于十字型滑道的中心位置处,用于调节待测样片的水平和竖直位置;样片压片的一端压于样品上绝缘垫片上。
3.根据权利要求1所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于所述应力加载机构包括电缸、应力传感器、拉伸杆、拉力平衡转接头和应力加载夹具;电缸固定于平台上;应力传感器的中心轴分别与电缸的输出端和拉力平衡转接头连接,用于实时测量待测样片所加载的应力大小;拉伸杆可滑动地安装于拉力平衡转接头中,与拉力平衡转接头构成移动副,能够沿拉力平衡转接头自由滑动并通过拉力平衡转接头上的锁紧机构实现位置固定;拉伸杆的端部固定有应力加载夹具,用于夹紧待测样片。
4.根据权利要求3所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于所述应力加载夹具包括夹扣、上应力夹板、防滑绝缘垫板和下应力紧固夹板;所述下应力紧固夹板固定于拉伸杆的端部;所述上应力夹板通过夹扣与下应力紧固夹板连接,夹扣用于实现上应力夹板和下应力紧固夹板对待测样片的夹紧;所述下应力紧固夹板和上应力夹板接触待测样片的一面均设置有防滑绝缘垫板,通过防滑绝缘垫板夹持待测样片。
5.根据权利要求1所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于所述温度施加机构包括保温仓固定上盖、上保温垫板、陶瓷加热片、下保温垫板和热电偶;下保温垫板放置于十字型滑道的中心位置处,其上依次放置有陶瓷加热片、上保温垫板和保温仓固定上盖;或者下保温垫板放置于样品下绝缘垫片上,其上依次放置有陶瓷加热片、上保温垫板、保温仓固定上盖和样品上绝缘垫片;
保温仓固定上盖覆盖陶瓷加热片、上保温垫板和下保温垫板,使得待测样片置于保温仓内,以便维持待测样片的环境温度稳定;热电偶放置于陶瓷加热片的一面上;待测样片放置于陶瓷加热片和下保温垫板之间,紧贴陶瓷加热片的另一面。
6.根据权利要求5所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量装置,其特征在于热电偶分布于陶瓷加热片一侧面的四个位置,实时监测待测样片的温度值并实现均匀测量。
7.一种适用于不同工况下的电工材料电导率测量系统,其特征在于该测量系统包括权利要求1-6任一所述测量装置、数据处理单元、驱动系统、数字万用表;所述数据处理单元与驱动系统、数字万用表、温度施加机构的热电偶和应力加载机构的应力传感器电连接;驱动系统与温度施加机构的陶瓷加热片和应力加载机构的电缸电连接;数字万用表与测量表笔电连接。
8.根据权利要求7所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量系统,其特征在于所述数据处理单元是安装有LabVIEW软件的上位机;用于分析处理测量表笔测得的通过数字万用表传来的电压和电流数据,计算出当前材料的电导率;同时对热电偶和应力传感器测得的待测样片所加温度和应力数据进行分析,与数据处理单元中的温度或应力预设值进行对比,进而通过驱动系统对电缸和陶瓷加热片进行控制。
9.根据权利要求7所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量系统,其特征在于所述驱动系统包括电缸的驱动器以及陶瓷加热片的加热电源和控制器。
10.根据权利要求7所述的适用于不同工况下的电工材料电导率测量系统,其特征在于所述数字万用表采用Keithley Model 2002八位半高精度数字万用表,两个测量表笔能够作为恒流源输出端给待测样片施加电流信号,另外两个测量表笔能够进行高精度电压测量并将测量的电信号由数字万用表传输至数据处理单元。
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