專(zhuān)利名稱(chēng):一種皮革材料電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng),特別涉及一種在不同溫度,不同壓力,不同氣氛條件下的皮革材料的電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng)。
背景技術(shù):
自從摻雜聚乙烯(Polyacetylene,簡(jiǎn)稱(chēng)PA)呈現(xiàn)金屬導(dǎo)電特性以來(lái),新型交叉學(xué)科——導(dǎo)電高分子領(lǐng)域誕生了。它的出現(xiàn)不僅打破了高分子僅為絕緣體的傳統(tǒng)觀念,而且為低維固體電子學(xué),乃至分子電子學(xué)的建立和完善做出了重要的貢獻(xiàn),進(jìn)而為其發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),具有重要的科學(xué)意義。同時(shí),導(dǎo)電高分子具有特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性能,使其在能源、光電子器件、信息、傳感器、分子導(dǎo)線和分子器件,以及電磁屏蔽、金屬防腐和隱身技術(shù)上有著廣泛、誘人的應(yīng)用前景。而皮革材料是一種很普通的高分子材料,幾乎遍布地球的每一個(gè)角落,因此對(duì)皮革材料的研究具有重要的意義。目前對(duì)皮革材料的研究多在其制造工藝和合成方法方面,在導(dǎo)電機(jī)理與導(dǎo)電性方面的研究幾乎還是空白。研究表明皮革材料所處環(huán)境的溫度、濕度、氣氛及壓力等對(duì)其電學(xué)特性的影響尤為顯著;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)皮革材料在通常濕度下其電阻率在半導(dǎo)體范圍內(nèi),而在特定濕度下卻是良好的導(dǎo)體,這一發(fā)現(xiàn)打破了人們傳統(tǒng)觀念中的皮革材料為絕緣體的想法,由此可見(jiàn)人們還需對(duì)皮革材料電學(xué)特性進(jìn)行更為深入地研究。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單,成本低,實(shí)用性強(qiáng),測(cè)量精度高的皮革材料電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng)。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括支架和帶有液體的水槽,在支架上固定有燒杯,該燒杯設(shè)置在水槽的液體中,其特點(diǎn)是,水槽內(nèi)還設(shè)置有加熱器,燒杯內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)和上、下測(cè)量電極,在上測(cè)量電極上設(shè)置有砝碼,上、下測(cè)量電極與電阻測(cè)量裝置電連接;所說(shuō)的電阻測(cè)量裝置包括與上、下電極相連接的待測(cè)電阻RX,待測(cè)電阻RX與電流表A串聯(lián)或與由電阻R1、RG及開(kāi)關(guān)K2組成的檢流計(jì)G串聯(lián)后再與直流電壓表V相并聯(lián),且在待測(cè)電阻RX、檢流計(jì)G與直流電壓表V中間還連接有雙向開(kāi)關(guān)K1,直流電壓表V的兩端分別與電位器R相連接,電位器R的另兩端與直流電源U連接構(gòu)成閉合回路。
本發(fā)明的上電極與砝碼之間還設(shè)置有絕緣層。
本發(fā)明通過(guò)測(cè)量不同壓力、不同濕度、不同溫度條件下皮革的導(dǎo)電性能,得出其電導(dǎo)率,進(jìn)而總結(jié)出皮革材料的導(dǎo)電規(guī)律及導(dǎo)電機(jī)理,使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和日常生活等領(lǐng)域具有更大的應(yīng)用價(jià)值。
圖1是本發(fā)明電阻測(cè)量裝置9一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖;圖2是本發(fā)明電阻測(cè)量裝置9另一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖;圖3是本發(fā)明壓力測(cè)量原理圖;圖4是本發(fā)明溫度測(cè)量原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1,一般情況下皮革的電阻很高,用普通的電阻測(cè)量電路測(cè)不出其電阻,所以本發(fā)明的高阻測(cè)量裝置9包括待測(cè)電阻RX以及與待測(cè)電阻RX串聯(lián)的檢流計(jì)G,待測(cè)電阻RX與檢流計(jì)G串聯(lián)后再與直流電壓表V相并聯(lián),且在待測(cè)電阻RX、檢流計(jì)G與直流電壓表V中間還連接有雙向開(kāi)關(guān)K1,直流電壓表V的兩端分別與電位器R相連接,電位器R的另兩端與直流電源U連接構(gòu)成閉合回路。
在電路未通電時(shí),斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2調(diào)節(jié)檢流計(jì)G零點(diǎn),然后接通電源U,通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R的阻值來(lái)調(diào)節(jié)加在待測(cè)電RX兩端的電壓,由于檢流計(jì)G的電阻Rg與R1并聯(lián)其電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻RX,故電壓表V所示電壓,可視為加在待測(cè)電阻RX兩端的電壓,然后通過(guò)讀出檢流計(jì)G的偏移量n,計(jì)算出流過(guò)待測(cè)電阻RX的電流值;其計(jì)算方法如下已知檢流計(jì)G的電流常數(shù)K,讀出其偏移量n,則流過(guò)檢流計(jì)的電流I1=n·K。
電阻Rg與R1并聯(lián),則I1·Rg=I2·Rl流過(guò)Rx的電流是I1與I2之和I=I1+I2=nK(Rl+Rg)/Rl則Rx=U/I=URl/K(Rl+Rg)同時(shí)雙向開(kāi)關(guān)K1的作用是提高精度,實(shí)際測(cè)量時(shí)先將雙向開(kāi)關(guān)K1置向一邊,讀出此時(shí)檢流計(jì)G的偏移量n1,然后將其反向,讀出檢流計(jì)G的偏移量n2,n取其平均值及即n=(n1+n2)/2參見(jiàn)圖2,當(dāng)待測(cè)皮革經(jīng)過(guò)特定處理,如具有一定的濕度時(shí)皮革的電阻減小,甚至呈現(xiàn)導(dǎo)體的特性,此時(shí)應(yīng)按以下方法進(jìn)行測(cè)量。此電阻測(cè)量裝置9包括待測(cè)電阻RX以及與待測(cè)電阻RX串聯(lián)的電流表A,待測(cè)電阻RX與電流表A串聯(lián)后再與直流電壓表V相并聯(lián),直流電壓表V的兩端分別與電位器R相連接,電位器R的另兩端與直流電源U連接構(gòu)成閉合回路,測(cè)量時(shí)直接讀出電壓表的值U和電流表的值I。
此時(shí) Rx=U/I測(cè)出待測(cè)物的面積s和厚度d,根據(jù)R=d/σ·s(σ為電導(dǎo)率),可得出
σ=d/s·Rx參見(jiàn)圖3,本發(fā)明的壓力測(cè)量裝置包括上、下電極1、1`以及設(shè)置在上電極1上的絕緣層3,在絕緣層3上還設(shè)置有砝碼2。
參見(jiàn)圖3,本發(fā)明的溫度測(cè)量裝置包括支架7和帶有液體的水槽5,在支架7上固定有燒杯4,該燒杯4設(shè)置在水槽5的液體中,水槽5內(nèi)還設(shè)置有加熱器6,燒杯4內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)8和與待測(cè)電阻RX相連接的上、下測(cè)量電極1、1`。
本發(fā)明的工作過(guò)程如下測(cè)量前先將皮革裁剪成面積容易測(cè)量且比上、下電極1、1`測(cè)量電極面積小的形狀,測(cè)量時(shí)只需將具有不同參數(shù)的待測(cè)皮革加在上、下電極1、1`之間,然后再將上、下電極1、1`連入電阻測(cè)量裝置9中的待測(cè)電阻Rx所示位置,然后讀出其在不同壓力,不同溫度,不同濕度條件下的電流值。各參數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法如下1、壓力測(cè)量壓力的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)在待測(cè)皮革上放砝碼2,同時(shí)由于砝碼2亦為導(dǎo)體,為避免外加力的影響,在上電極1的表面放一很輕的絕緣層3。
2、溫度測(cè)量溫度的改變是通過(guò)加熱器6加熱水槽5中液體,使浸在水槽5中的燒杯4隨之升溫,為確保待測(cè)皮革溫度與燒杯內(nèi)溫度一致,先將上電極1拿開(kāi),使待測(cè)皮革裸露,待溫度達(dá)到所需測(cè)量溫度時(shí),放上上電極1,讀出此時(shí)檢流計(jì)G的值,然后將上電極1拿開(kāi)繼續(xù)升溫,如此反復(fù)測(cè)量。
3、濕度測(cè)量測(cè)量前先用烘干機(jī)將待測(cè)皮革完全烘干,并用電子天平稱(chēng)量出其質(zhì)量,然后將皮革放在一個(gè)具有一定濕度(比空氣濕度大)的密閉容器內(nèi),或?qū)⑵渲苯臃诺胶銤裣淅锘爻?4小時(shí),以確保皮革濕度與密閉容器內(nèi)濕度相同且均勻。回潮后再次測(cè)量其質(zhì)量,得出其相對(duì)含水量,然后將其迅速加在兩測(cè)量電極之間,接通電源,讀出此時(shí)檢流計(jì)G或普通電流表A的值;將此待測(cè)皮革放入烘干機(jī)中烘干一段時(shí)間后再次稱(chēng)量其質(zhì)量,得出其此時(shí)含水量,然后將置于上、下電極1、1`并讀出此時(shí)電流值;如此反復(fù)測(cè)量即可得出皮革電導(dǎo)率隨濕度的變化情況。
權(quán)利要求
1.一種皮革材料電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng),包括支架(7)和帶有液體的水槽(5),在支架(7)上固定有燒杯(4),該燒杯(4)設(shè)置在水槽(5)的液體中,其特征在于所說(shuō)的水槽(5)內(nèi)還設(shè)置有加熱器6,燒杯(4)內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)(8)和上、下測(cè)量電極(1、1`),在上測(cè)量電極1上設(shè)置有砝碼(2),上、下測(cè)量電極(1、1`)與電阻測(cè)量裝置9電連接;所說(shuō)的電阻測(cè)量裝置(9)包括與上、下電極(1、1`)相連接的待測(cè)電阻RX,待測(cè)電阻RX與電流表A串聯(lián)或與由電阻R1、RG及開(kāi)關(guān)K2組成的檢流計(jì)G串聯(lián)后再與直流電壓表V相并聯(lián),且在待測(cè)電阻RX、檢流計(jì)G與直流電壓表V中間還連接有雙向開(kāi)關(guān)K1,直流電壓表V的兩端分別與電位器R相連接,電位器R的另兩端與直流電源U連接構(gòu)成閉合回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮革材料電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng),其特征在于所說(shuō)的上電極(1)與砝碼(2)之間還設(shè)置有絕緣層(3)。
全文摘要
一種皮革材料電學(xué)特性測(cè)試系統(tǒng),包括支架和帶有液體的水槽,燒杯設(shè)置在水槽的液體中,水槽內(nèi)還設(shè)置有加熱器,燒杯內(nèi)設(shè)置有溫度計(jì)和上、下測(cè)量電極,上測(cè)量電極上設(shè)置有砝碼,上、下測(cè)量電極與電阻測(cè)量裝置電連接;電阻測(cè)量裝置包括與上、下電極相連接的待測(cè)電阻R
文檔編號(hào)G01R27/00GK1865962SQ20061004295
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者張方輝, 孫立蓉, 于子英, 李新貝, 荊常營(yíng), 陸敏 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)