CN111308204A - 一种织物面电阻测试方法及测试夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种织物面电阻测试方法及测试夹具，方法为：将导电织物编织为矩形形状，并在其两端编织柔性电极后，在两柔性电极上各放置一电极块，将电极块与电源连接形成回路，测得回路的电流后，将电源的电压除以回路的电流得到织物面电阻；夹具包括平板、夹子a、夹子b、可拆卸的电极块、机构I～机构IV，平板用于铺放待测导电织物，夹子a和夹子b位于相对的两侧，都用于夹持待测导电织物，电极块同时与机构II、机构III和机构IV连接，机构II、机构III和机构IV分别用于沿X方向、Y方向和Z方向移动电极块。本发明的测试方法操作简单，可快速准确地测得织物面电阻，测试装置操作简便，测量误差较小。

Description

一种织物面电阻测试方法及测试夹具

技术领域

本发明属于智能纺织品技术领域，涉及一种织物面电阻测试方法及测试夹具。

背景技术

随着智能纺织品的发展，人们对导电纺织品的需求也与日俱增。导电纺织品广泛应用于传感器、加热服、纺织电容器以及电磁屏蔽织物。这些应用的原理都是通过将电信号转化为力学以及热学信号来工作，在微小的变化下，能够精确测量电信号的装置就显得尤为重要。同时导电纺织品在穿着过程中，会产生形变，有必要研究形变对织物电阻的影响。

日常应用较广泛的柔性导电织物主要为导电针织物和导电机织物两种。导电织物在编织过程中，线圈之间的串套以及经纬纱的交织使导电纱线之间形成接触点，接触点的存在使导电纱线由线状导电材料变为平面导电材料，导电织物的电阻不再是简单的导电纱线长度电阻的累加，而是变为长度电阻(Ra和Rb)与接触电阻(Rc)串联和并联耦合的复杂电路网。

现有技术的二线法和四线法电阻测量，均为基于长度电阻的二端子电阻的测量方法，不适用于导电织物的电阻测量。在测试导电织物电阻时，需在导电织物两端编织与其形状和尺寸相对应的柔性电极(也可以在导电区域两端贴导电胶)，通过在导电织物两端柔性电极部分施加电压测电流的方法来得到导电织物的电阻。现有技术对于导电织物的测试方法为点测量法，在两端柔性电极的位置用测试表笔接触来进行测试，点测量法的接触面积小，同时选取点的位置不同，测试的结果也不一样，误差较大。

因此，研究一种精准测试导电织物电阻的方法和装置具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中测量导电织物电阻的方法和装置测量误差大的问题，提供一种织物面电阻测试方法及测试夹具。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

织物面电阻测试方法，将导电织物编织为矩形形状，并在其两端编织柔性电极后，在两柔性电极上各放置一电极块，将一电极块与电源的正极连接，另一电极块与电源的负极连接形成回路，测得回路的电流后，将电源的电压除以回路的电流得到织物面电阻；

两柔性电极和导电织物连接后整体呈矩形(即一矩形由两条相互平行的直线分为三个小矩形，导电织物为中间的小矩形，两柔性电极为两端的小矩形，本发明不需要控制柔性电极的组织结构同导电织物)，电极块放置在柔性电极上后，二者的接触面的边缘重合(即电极块朝向柔性电极的表面的形状和尺寸与柔性电极的表面相同)；

电阻是导体对电流通过的阻碍作用，导线的电阻受长度、截面积、温度和导体成分的影响，导电织物是由导电纱线以各种工艺交织串套而成，由于导电纱线之间的交织，纱线之间接触部分会产生接触电阻，导电织物电阻值不再是简单的编织所用的导电纱线电阻的累加，在导电织物的电路中，接触电阻与长度电阻以并联方式接入电路，导电织物电阻转化为长度电阻与接触电阻串联和并联的复杂电路，此电路的电阻值为面电阻，面电阻值受编织所用的导电纱线长度以及导电织物中导电纱线之间的接触点的多少影响，导电织物为针织物时，纱线接触点处的电阻为接触电阻，相邻两接触点之间的纱线的电阻为长度电阻，在纵行方向上，线圈单元中接触电阻与长度电阻并联连接，同时在横列方向上，线圈单元中接触电阻与长度电阻串联连接，连接形成的整体的电阻即为织物面电阻。当比较两块尺寸较大的织物的导电性能时，可分别按待比较的两织物的组织结构编织两块形状都为矩形且尺寸完全相同的导电织物，测试两块导电织物的面电阻，并将二者进行比较即可得知两块织物的面电阻的情况。

本发明还提供了一种采用如上所述的织物面电阻测试方法的织物面电阻测试夹具，包括平板、夹子a、夹子b、可拆卸的电极块(因为不同的待测导电织物的柔性电极的形状和尺寸是不同的，因此需要准备多个电极块，电极块与其他部件可拆卸连接，以保证可根据待测导电织物调整电极块)、机构I、机构II、机构III和机构IV；

平板用于铺放待测导电织物，夹子a和夹子b位于相对的两侧，都用于夹持待测导电织物，夹子a与平板连接，夹子b与机构I连接，机构I用于沿X方向移动夹子b，X方向与平板平行，电极块位于平板的上方，且朝向平板的表面的形状和尺寸与待测导电织物中的柔性电极相同，电极块同时与机构II、机构III和机构IV连接，机构II、机构III和机构IV分别用于沿X方向、Y方向和Z方向移动电极块，X方向、Y方向和Z方向两两相互垂直。

本发明在导电织物的柔性电极处配置了与其形状和尺寸相匹配的电极块(尺寸过大或过小的电极块均不能精确地在导电织物的导电区域内传导电压)，电极块放置于柔性电极正上方并与其充分接触，且为面接触，电极块两端引出的导线与提供电压的电表连接来测试电阻，测试出的电阻误差小。

作为优选的技术方案：

如上所述的织物面电阻测试夹具，平板和夹子a构成板状夹，平板和夹子a的连接结构不限于此，因此种结构容易操作，因而作为本发明的优选。

如上所述的织物面电阻测试夹具，机构I为拉力计。现有技术对变形状态下织物电阻的研究，仅限于测试变形状下拉伸或压缩的距离对电阻的影响，本装置配置有拉力计，可以直观反映拉力值的大小对导电织物电阻的影响，同时电极块的配置使变形状态下的电阻测试更加准确。

如上所述的织物面电阻测试夹具，机构I主要由手轮、螺栓杆和第一传动件组成，第一传动件的一端与夹子b连接，另一端上设有沿X方向延伸的螺纹孔，螺栓杆的一端穿入螺纹孔中，另一端与手轮连接，机构I可将旋转运动转化为直线运动，极大地提高了操作的便捷性。

如上所述的织物面电阻测试夹具，机构II和机构III一体成型。

如上所述的织物面电阻测试夹具，机构II为沿X方向延伸的长条状卡槽，电极块与卡槽滑动连接；机构III为沿Y方向延伸的条形孔，条形孔设置在压板上，卡槽与条形孔滑动连接(嵌入电极块的卡槽是可拆卸的，可根据需要更换电极块，卡槽通过螺丝与条形孔连接)。

如上所述的织物面电阻测试夹具，条形孔的数量为2个，二者相互平行，且分别与卡槽的两端滑动连接。

如上所述的织物面电阻测试夹具，机构IV为用于将旋转运动转化为沿Y方向的直线运动的机构。

如上所述的织物面电阻测试夹具，机构IV主要由压板手柄、转动机构和第二传动件组成，压板手柄的一端为握持端，另一端为与第二传动件连接的连接端，中间与转动机构活动连接，第二传动件与压板可拆卸连接(具体是通过螺丝连接实现的)。

如上所述的织物面电阻测试夹具，电极块为铜块，铜块导电性能好，且成本低；织物面电阻测试夹具还包括支架，转动机构分别与平板和支架可拆卸连接(具体是通过螺丝连接实现的)。

有益效果：

(1)本发明的织物面电阻测试方法及测试夹具，通过在待测导电织物的柔性电极处配置了与其形状和尺寸相匹配的电极块，大大减少了测量误差；

(2)本发明的织物面电阻测试夹具，构造简单，成本较低，适用范围广。

附图说明

图1为平针针织物的长度电阻和接触电阻的连接示意图(图中，Ra和Rb为长度电阻，Rc为接触电阻)；

图2为本发明的织物面电阻测试夹具的立体结构示意图；

图3为本发明的织物面电阻测试夹具的主视图；

其中，1-手轮，2-夹子b，3-电极块，4-压板手柄，5-夹子a，6-条形孔，7-转动机构，8-第二传动件，9-压板，10-螺栓杆，11-卡槽，12-平板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

织物面电阻测试方法，将导电织物编织为矩形形状，并在其两端编织柔性电极后，在两柔性电极上各放置一电极块，将一电极块与电源的正极连接，另一电极块与电源的负极连接形成回路，测得回路的电流后，将电源的电压除以回路的电流得到织物面电阻；

两柔性电极和导电织物连接后整体呈矩形，电极块放置在柔性电极上后，二者的接触面的边缘重合；

导电织物为针织物，纱线接触点处的电阻为接触电阻，相邻两接触点之间的纱线的电阻为长度电阻，在纵行方向上，线圈单元中接触电阻与长度电阻并联连接，同时在横列方向上，线圈单元中接触电阻与长度电阻串联连接，连接形成的整体的电阻即为织物面电阻，以平针针织物为例，具体连接结构如图1所示。

采用上述织物面电阻测试方法的织物面电阻测试夹具，如图2～3所示，包括平板12、夹子a 5、夹子b 2、可拆卸的电极块3、机构I、机构II、机构III、机构IV、支架；

平板12用于铺放待测导电织物，平板12和夹子a 5构成板状夹；

夹子a 5和夹子b 2位于相对的两侧，都用于夹持待测导电织物，夹子a 5与平板12连接，夹子b 2与机构I连接；机构I用于沿X方向移动夹子b 2，X方向与平板12平行；

电极块3为铜块，位于平板12的上方，且朝向平板12的表面的形状和尺寸与待测导电织物中的柔性电极相同，电极块3同时与机构II、机构III和机构IV连接，机构II、机构III和机构IV分别用于沿X方向、Y方向和Z方向移动电极块3，X方向、Y方向和Z方向两两相互垂直；

机构I为拉力计；该机构I由手轮1、螺栓杆10和第一传动件组成，第一传动件的一端与夹子b 5连接，另一端上设有沿X方向延伸的螺纹孔，螺栓杆10的一端穿入螺纹孔中，另一端与手轮1连接；

机构II和机构III一体成型；机构II为沿X方向延伸的长条状卡槽11，电极块3与卡槽11滑动连接；机构III为沿Y方向延伸的条形孔6，条形孔6设置在压板9上，卡槽11与条形孔6滑动连接；条形孔6的数量为2个，二者相互平行，且分别与卡槽11的两端滑动连接；

机构IV为用于将旋转运动转化为沿Y方向的直线运动的机构；该机构IV由压板9手柄4、转动机构7和第二传动件8组成，压板9手柄4的一端为握持端，另一端为与第二传动件8连接的连接端，中间与转动机构7活动连接，第二传动件8与压板9可拆卸连接；转动机构7分别与平板12和支架可拆卸连接。

将该织物面电阻测试夹具用于测试一块羊毛与镀银纱线混合编织的导电针织物，测试开始时，压板手柄4抬高，将导电针织物放置于平板上，选用与其柔性电极相匹配的电极块3，电极块3两端各接入导线，导线另一端与提供电压的电表相连，并将电极块3嵌入卡槽中，手动移动电极块3至织物的柔性电极上方，放下压板手柄4，输入测试电压，即可测试织物电阻，测试完成；

三次测试的结果为：16.78Ω、16.77Ω、16.75Ω，其测量误差为0.01。用表笔在织物电极两端测试的结果为：16.87Ω、16.43Ω、15.94Ω，其测量误差为0.14。由此可知，电极块的配置使得电阻测试更加准确。

Claims (10)

1.织物面电阻测试方法，其特征是：将导电织物编织为矩形形状，并在其两端编织柔性电极后，在两柔性电极上各放置一电极块，将一电极块与电源的正极连接，另一电极块与电源的负极连接形成回路，测得回路的电流后，将电源的电压除以回路的电流得到织物面电阻；

两柔性电极和导电织物连接后整体呈矩形，电极块放置在柔性电极上后，二者的接触面的边缘重合；

导电织物为针织物，纱线接触点处的电阻为接触电阻，相邻两接触点之间的纱线的电阻为长度电阻，在纵行方向上，线圈单元中接触电阻与长度电阻并联连接，同时在横列方向上，线圈单元中接触电阻与长度电阻串联连接，连接形成的整体的电阻即为织物面电阻。

2.采用如权利要求1所述的织物面电阻测试方法的织物面电阻测试夹具，其特征是：包括平板、夹子a、夹子b、可拆卸的电极块、机构I、机构II、机构III和机构IV；

平板用于铺放待测导电织物，夹子a和夹子b位于相对的两侧，都用于夹持待测导电织物，夹子a与平板连接，夹子b与机构I连接，机构I用于沿X方向移动夹子b，X方向与平板平行，电极块位于平板的上方，电极块同时与机构II、机构III和机构IV连接，机构II、机构III和机构IV分别用于沿X方向、Y方向和Z方向移动电极块，X方向、Y方向和Z方向两两相互垂直。

3.根据权利要求2所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，平板和夹子a构成板状夹。

4.根据权利要求2所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，机构I为拉力计。

5.根据权利要求4所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，机构I主要由手轮、螺栓杆和第一传动件组成，第一传动件的一端与夹子b连接，另一端上设有沿X方向延伸的螺纹孔，螺栓杆的一端穿入螺纹孔中，另一端与手轮连接。

6.根据权利要求2所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，机构II和机构III一体成型；机构II为沿X方向延伸的长条状卡槽，电极块与卡槽滑动连接；机构III为沿Y方向延伸的条形孔，条形孔设置在压板上，卡槽与条形孔滑动连接。

7.根据权利要求6所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，条形孔的数量为2个，二者相互平行，且分别与卡槽的两端滑动连接。

8.根据权利要求7所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，机构IV为用于将旋转运动转化为沿Y方向的直线运动的机构。

9.根据权利要求8所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，机构IV主要由压板手柄、转动机构和第二传动件组成，压板手柄的一端为握持端，另一端为与第二传动件连接的连接端，中间与转动机构活动连接，第二传动件与压板可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的织物面电阻测试夹具，其特征在于，电极块为铜块；织物面电阻测试夹具还包括支架，转动机构分别与平板和支架可拆卸连接。

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