CN2135157Y - 粉体电阻率自动测定仪 - Google Patents

Abstract

一种粉体电阻率自动测定仪，包括机械加压机构 和电路测试两部分，机械加压机构包括支架、内外导 向筒、内外导向筒内装的上下导电极和试样模筒、及 可向导向筒施加压力的加压螺栓，在内外导向筒间安 装一个千分表，内外导向筒安装在一个压力传感器 上，在加压螺栓施加压力所能达到的部位可安装稳压 弹簧，电路部分主要由传感器电路和恒流源电路构 成，与单片机连接。本测定仪结构轻巧、测量精度高、 能自动显示和打印实测结果。

Description

本实用新型属于电阻率的测量装置，具体涉及一种测量粉体导电材料电阻率的测定仪。

作为衡量粉体电导性的一个重要物理量－电阻率的测试方法有烧结法和加压法两种。烧结法是将粉体与液体混合成形后，通过加热使液体散逸，然后测量多孔体的电阻率。这种方法过程复杂，且不能直接测定电阻率。加压法是将一定粒度的粉末在一定的压力下通过恒流电流测定其电压降，再根据欧姆定律计算电阻率。采用这种方法的装置大都为杆杠加压装置，在装有试样模的上下电极上施加压力，测得电压降后，再通过一个较为简单的电路显示其电流电压值，最后根据电流电压值人工计算电阻率。上述装置结构笨重，测量结果偏差较大，结果显示不直观。

本实用新型的目的是提供一种结构轻巧、测量精确、能自动数字显示和打印电阻率等数据的测定仪。

本实用新型的粉体电阻率测定仪由机械加压和电路测试两部分构成，机械加压机构包括一个支架，位于支架中部的内外导向筒，内外导向筒内装的试样模筒，上下导电电极及装在支架上部可向导向筒施加压力的加压螺栓，在内外导向筒间安装一个千分表，导向筒安装在压力传感器上，在加压螺栓施加的压力所能达到的部位可安装稳压弹簧，所说的电路部分主要由传感器电路和恒流源试样测量电路构成，由传感器和恒流源试样测量电路得到的电压信号分别连接一个V／F转换电路，V／F电路与单片机连接，单片机的输出分别连接显示器和打印机，键盘与单片机的输入端连接。

为保证测量的精确度，使加压螺栓所施加的压力稳定，可在其压力所及的位置加装稳压弹簧，如加压螺栓和导向筒之间，支架底板和传感器之间或导向筒和传感器之间。

本实用新型的机械部分采用荷重传感器，并在加压螺栓所能施加压力的部位增装稳压弹簧，使被测粉体受力稳定，从而提高了测量结果的精确度。电路部分采用单片机处理系统，能自动显示和打印实测结果。该测定仪结构轻巧，测量精度高，特别适用于冶金、建筑及一切需要测量粉体材料电阻率的工业部门、科研单位及高等院校使用。

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明。

图1是本实用新型粉体电阻率测定仪的机械部分结构示意图。

图2为该测定仪的电路框图。

图3为恒流源电路中的电压放大及V／F转换电路。

图4为传感器电路中的电压放大及V／F转换电路。

图1中支架2的上部位置安装有一个加压螺栓1，中部位置安装有内导向筒5和外导向筒12，导向筒内安装有上导电极4和下导电极6，上下导电极各有一条引线连接恒流源电路，两个导电极外套有一个周围封闭，与导电极紧密配合的试样模筒10，上下导电极间可放置被测试样9，压力传感器7固定在支架2的底板上，导向筒放置在传感器7上，传感器通过接线口13与电路测试部分的传感器电路连接，内外导向筒间安装一个千分表8，11是千分表的调零螺栓，在加压螺栓1与导向筒5之间安装一个稳压弹簧3。稳压弹簧还可以安装在传感器与导向筒之间，也可装在支架底板与传感器之间，在这些加压螺栓施加压力所能达到的位置加装稳压弹簧可使被测粉体的受力达到理想恒定，得到精确的测量数据。

图2所示为电路部分的电路框图。由于所测试样是电的良导体，其电阻值很小，故测量引线本身的电阻及接线端的接触电阻对测量具有极大的影响。为了消除这种影响，试样上所加恒流源的引线与测量试样上电压的引线分别单独引出，并且恒流源采用单独供电方式使其与测量电路不共址，这样引线上的压降就不会进入测量回路，有效地克服了测量误差。试样上的电压，经过电压放大送至V／F转换电路，V／F转换电路将电压信号转换成与该电压相对应的一个频率信号，单片机定时对该频率信号计数，计数值即为电压信号的模数转换值，该值经计算后，在显示器上显示或在打印机上打印输出。该机的压力传感器也采用单独供电的方式，这样就不存在产生共模电压的问题，消除了一个产生误差的因素，同时简化了测量电路，其电压放大与V／F转换电路与试样测量电路中的电压放大和V／F转换电路基本相同。该机的显示电路有六个数码管采用轮流显示方式，键盘与数码管共用同一位线，这样就使得硬件电路简单可靠，同时节省了单片机的I／O端接口。

图3和图4均为电压放大及V／F转换电路，两个电路大同小异，图中的U1是小信号放大器，电阻R11、R10为放大器提供一个零点的起始电压，放大器采用单电源供电，调零由软件实现，U2、U3为典型的V／F转换电路，可选用LM331集成电路。

本实用新型的电路部分中，恒流源电路、压力传感器电路等都可采用经典电路来实现。单片机电路中的CPU可采用8031芯片，RAM为6116，EPROM为2764。显示器采用6只数码管轮流显示，躯动电路采用MC1413，键盘及打印机均可从市场上买到。本测定仪的键盘功能有：电阻率显示、电压调零、电压显示、压力调零、压力显示、高度显示、高度调零、编号（试样）、打印、存贮、输入高度等等。

本实用新型的测定仪是这样进行测量的：首先按规定要求将制备好的一定量的粉体试样（如焦粉），通过漏斗缓慢地倒入模筒内，使试样落在下导电极上，然后，将带有上导电极的内导向筒放入外导向筒之内。将装好试样的导向筒放在已在支架底板上固定好的传感器上。开机稳定15分钟后，分别按电压调零、高度调零、压力调零等键，各项指标正常后，旋转加压螺栓，千分表的指针随之变化，待机上的数码显示到您要的牛顿数值时，观察千分表指示的数值，并将千分表指示的数值从键盘输入，按动高度键，数码显示试样高度，根据测量要求，按动相应的功能键，则按相应的打印方式，打印出所要求的测量项目及其数值。

用本测定仪对兰州炭素厂和上海炭素厂的两个焦粉标样进行实测，每个试样两次测量结果的算术平均值误差在1.5％以内。

Claims (2)

1、一种粉体电阻率自动测定仪，包括机械加压机构和电路测试两部分，所说的机械加压机构包括一个支架，位于支架中部的内外导向筒、内外导向筒内装的上下导电极和试样模筒及装在支架上部可向导向筒施加压力的加压螺栓，在内外导向筒间安装一个千分表，其特征是内外导向筒安装有一个压力传感器上，在加压螺栓施加压力所能达到的部位可安装稳压弹簧，所说的电路部分主要由传感器电路和恒流源电路构成，由传感器和恒流源电路得到的电压信号分别连接一个V/F转换电路，V/F转换电路与单片机连接，单片机的输出分别连接显示器和打印机，键盘与单片机的输入端连接。

2、如权利要求1所述的测定仪，其特征是所说的加入稳压弹簧的位置可以是加压螺栓与导向筒之间，支架底板与传感器之间，传感器与导向筒之间。

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