专利名称：层间电阻测量系统及其所用的层间电阻测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电阻测量仪，尤其涉及一种测量金属表面涂层电阻的测量仪，本发明还涉及一种包括上述层间电阻测量仪的层间电阻测量系统。
背景技术：
电工钢层间电阻的测量方法，一般采取如图1所示的原理图，该测量装置由电源、两端电极与测量仪表组成，电源一端与钻头1连接，钻头1与钢板基体2连接，钢板基体2的上、下表面各涂有涂层3，电源另一端与电极连接，所述电极包括电极头4，所述电极可与涂层接触，以在形成回路时测量涂层间的电阻，所述电极由黄铜棒制成，设置在绝缘板上，每个黄铜棒外套设有弹簧，各黄铜棒分别与标准电阻串联。
层间电阻测量仪中电极头是该类测量仪的一个重要组成部分，它既是压力的实施机构，也是电流回路的组成部分，相当于电流传感器的作用，因为电工钢片的涂层很薄，现有技术中的电极头在向其施压时容易损伤涂层，因而不能完全正确地反映涂层的绝缘性，并且在测量时现有技术的电机无法适时控制电极头的运动速度。由于以上的缺陷，使电工钢片的层间电阻测量重复性较差，不能为电工钢片涂层的绝缘性提供准确数据。另外现有技术为手工操作，测量结果手工抄写，使数据使用受到限制。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种可以自动定心电极头，对涂层施加均匀压力，不会损伤涂层绝缘的层间电阻测量仪，提高层间电阻测量的重复性和准确性；并且压力、直流电压的加载都通过计算机控制加压，测量结果自动采集并存储，为数据利用拓展了空间，同时提高了检测效率。
本发明采用的技术方案是一种层间电阻测量仪，包括电源、与电源一端连接的钻头和与电源另一端连接的电极，所述钻头与需测量层间电阻的钢板基体连接，所述电极包括电极头，所述电极头与所述钢板基体的表面涂层接触以测量所述钢板基体电阻，所述电极由电极固定装置固定，所述的电极固定装置包括固定框架、与固定框架连接的电机、与电机的轴连接的加力板，所述电极固定在加力板上。
进一步地，所述电极通过导向板上的孔压向待测钢板，所述导向板两端采用螺栓与上述加力板固定在一起。
进一步地，所述电极的本体为铜棒，在所述铜棒外周套设有电极弹簧，在所述铜棒的下端设置为圆桶状，所述电极头设置在圆桶内。
进一步地，所述电极头为圆锥形，在所述电极头的上端部外表面设置有螺纹，所述螺纹上套设有内径小于圆桶直径的螺母，在所述螺母与电极头下端部之间设置有电极头弹簧，在所述电极头的顶端设置有圆弧，在所述铜棒的圆桶底部设置有滚珠，在滚珠与电极头的圆弧底面之间具有空隙。
进一步地，所述电极头由设置在所述圆桶开口端的封堵螺母固定。
进一步地，所述电机为可编程电机，电机的转子与电机轴螺纹连接，在所述的电机轴下端设置有传感器。
采用本发明的层间电阻测量仪，由于电极头可以自动定心，使电极头压向待测钢板时，电极头表面受力均匀，不会因某一处集中受力而损伤样品表面涂层，从而提高测量的准确性。
本发明还提供一种层间电阻测量系统，测量过程自动控制，测量结果自动存储到数据库中，打印格式灵活，测量数据可以导出便于二次利用。
本发明的层间电阻测量系统，包括计算机、A/D、D/A转换卡、电流传感器、测量软件以及层间电阻仪，所述测量软件具有测量控制、数据采集、数据存储、打印程序、数据导出、修改、查询的功能。
采用本发明的层间测量系统，本发明测量过程自动控制，测量结果自动存储到数据库中，打印格式灵活，测量数据可以导出便于二次利用。
图1示出了层间电阻测量仪的工作原理图；图2示出了本发明的层间电阻测量仪的一端电极和电极固定装置的一种图3为图2中所示的层间电阻测仪所用的电极头的A处局部放大图；图4为本发明的层间电阻测量仪所用的一种钻头的示意图；图5为本发明层间电阻测量系统结构示意总图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示，本发明的一端电极和电极固定装置包括固定架5，在固定架5顶面上固定有电机6，该电机6为可编程电机，电机轴7与电机转子25之间采用螺纹连接，电机轴7的下端连接传感器8，传感器8的下端连接加力板9，所述加力板9上固定有10个电极10，加力板两端通过螺栓连接导向板12，电极10通过导向板12上的导向孔与钢板基体2上的涂层3接触，在固定架5下端面的底板11上放置表面具有涂层的待测钢板。
如图3所示，为图2中所示的电极10的局部放大图，包括有铜棒13，在铜棒13的外周上设置有电极弹簧14，铜棒13下端为一开口圆桶，在开口端内套设有螺纹，该开口端用端部螺母18封堵，其中在铜棒13的开口圆筒的底端设置有圆弧15，在圆弧15上设置有滚珠17，电极头4为圆锥状，圆锥的底面直径根据要求设定，电极头4的上部外表面设置有螺纹，在该螺纹上套设有一螺母16，该螺母16的外径比铜棒13的开口圆桶的内径小，电极头4的上端面设置有电极头圆弧26，在电极头4没有接触钢板基体涂层3时，该电极头圆弧26距离滚珠17适当的距离，在螺母16与端部螺母18之间设置有电极头弹簧19。
电极弹簧14做成两端直径与中间不一致的腰鼓状，以使弹簧在移动时可以增大位移而使受力减小，从而使电极头4的冲击力减小，所以电极头4施加到待测钢板上的冲击力就减小。
如图4所示，在钻头1的外圆上固定有套筒20，在套筒20的外圆上设置有平台，钻头电极21与平台接触，钻头电极21的一端为钻头弹簧22，钻头弹簧22与电线23连接，在钻头1的上端设置有钻头电机24。
本发明的工作过程如下1、启动测量软件，将待测钢板放置到底板11上。
2、启动开始测量指令，电机6带动电机轴7向下运动，由于电机轴7与转子25之间为螺纹连接，其可相对于转子25做向下的直线运动，因此，该电机轴7带动与其连接的传感器8向下做直线运动。
3、由于传感器8与加力板9连接，当传感器8向下做直线运动时，带动加力板9向下运动，从而带动导向板12也向下运动。同时由于加力板9与电极10连接，电极向下移动，推动铜棒13向下运动，电极弹簧14逐渐成压缩状态，减缓运动冲击力。
4、电机6带动整个系统继续向下运动，导向板12首先接触钢板基体2上的涂层3，然后电极头4穿过导向板12上的导向孔而接触钢板基体2上的涂层3。
5、在电极头4上设置有电极头弹簧19，该电极头弹簧19的弹力大于或等于电极头4的自重，当电极头4没有接触到涂层而没受到压力时，可使电极头4处于自动悬浮状态，当电极头4接触到涂层3时，由于在电极头4底面的电极头圆弧26与滚珠17之间具有一定的间隙，又由于电极头4为圆锥状，所以电机6带动加力板9继续向下运动，在这段间隙内滚珠17与电极头4没有接触，可以使电极头4能够自由调节受力点，从而给予涂层的压力传递到电极头4的整个平面上，而不会使电极头4的某一条线或某一点先接触钢板涂层3而损伤涂层。
6、在电机6开始运转时，钻头电机24也同时运动，带动钻头1向下运动，其通过导向板12上的导向孔接触涂层，当钻头1继续向下运动时，钻头1穿透涂层3，接触到钢板基体2，从而在钢板基体2与电源之间可形成回路，由于钻头1旋转时，钻头电极21与钻头1上的套筒20接触，不会使电线23缠绕在钻头1上。
7、当计算机检测到施压的压力达到要求时，发出输出电压的指令，稳压电源缓慢增加电压，达到要求的电压值时，停止加压，计算机通过A/D卡采集电流传感器传来的数据。
8、采样结束后，同时计算机向电机6发出抬起的指令，电机反向转动，撤去压力，带动加力板9向上运动，从而也带动导向板12向上运动，当加力板9接触到挡板26时，电机停止运动。
9、移动待测钢板的测量位置，重复第2步的操作。
10、如此反复测量几次，达到测量要求的次数后，计算机开始自动计算层间电阻值，并将计算结果存储在数据库中，可以根据需求选择单个样品或批量打印测量结果。也可以将测量结果导出与其他测量数据合并，方便再次利用。
如图5所示，本发明的加压和测量过程采用计算机控制，整个过程实现自动化；该系统包括计算机，A/D、D/A转换卡，串行通讯口、直流稳定电源以及上述的层间电阻仪；压力的控制和采集通过串行口与压力智能仪表连接，电压的加压和采集由计算机通过A/D、D/A卡与稳压电源连接，电流的采集通过传感器传送到A/D卡与计算机连接。
本测量系统的工作过程如下测量开始时，首先将待测钢板放置到底板上，计算机发出开始向钢板加压的指令，指令转换为电机控制信号，启动电机加压，当计算机检测到施加在待测钢板上的压力达到要求时，向稳压电源发出信号开始输出电压，达到规定的要求时，采集回路中的电流值并存储，采集结束后发出信号，撤去压力，变换钢板测量位置，重复上述步骤，直到达到要求的测量次数，然后软件通过固定的计算方法自动计算层间电阻，并将测量结果存储在数据库中相应的样品编号下，打印格式可以为单个样品打印和整批样品打印。也可以将测量结果导出在其他操作环境下，比如EXCELL格式，自由编辑。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，本发明还可以有多种改进和其他的优选实施例，因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种层间电阻测量仪，包括稳压电源、与电源一端连接的钻头和与电源另一端连接的电极，所述钻头与需测量层间电阻的钢板基体连接，所述电极包括电极头，所述电极头与所述钢板基体的表面涂层接触以测量所述钢板基体表面涂层的绝缘电阻，其特征在于所述电极由电极固定装置固定，所述的电极固定装置包括固定框架、与固定框架连接的电机、与电机的轴连接的加力板，所述加力板与所述电极连接。
2.根据权利要求1所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述加力板两端固定有导向板，所述电极通过在导向板上设置的孔与所述的钢板基体涂层接触。
3.根据权利要求1或2所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述电极的本体为铜棒，在所述铜棒外周套设有电极弹簧，在所述铜棒的下端设置有圆桶，所述电极头设置在所述的圆桶内。
4.根据权利要求3所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述电极头为圆锥形，在所述电极头的上端部外表面设置有螺纹，所述螺纹上套设有内径小于圆桶直径的螺母，在所述螺母与电极头下端部之间设置有电极头弹簧，在所述电极头的顶端设置有圆弧，在所述铜棒的圆桶顶部处设置有滚珠。
5.根据权利要求4所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述电极头由设置在所述圆孔开口端的封堵螺母与电极头螺母之间的电极头弹簧固定。
6.根据权利要求5所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述电机为可编程电机，电机的转子内设的螺纹使电机轴做直线运动，在所述的电机轴下端设置有传感器。
7.根据权利要求6所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述传感器与所述的加力板连接。
8.根据权利要求7所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述电极弹簧两端直径与中间直径不一致。
9.根据权利要求8所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述电极弹簧的簧丝直径不一致。
10.根据权利要求9所述的层间电阻测量仪，其特征在于所述钻头上端设置有钻头电机，在所述钻头的外表面上设置有两接触面，电线通过钻头弹簧与两接触头连接，所述两接触头与所述两接触面接触。
11.一种层间电阻测量系统，其特征在于包括计算机、A/D、D/A转换卡、电流传感器、测量软件以及权利要求1所述的层间电阻仪，所述测量软件具有测量控制、数据采集、数据存储、打印程序、数据导出、修改、查询的功能。
全文摘要
本发明公开了一种层间电阻测量仪，包括电源、与电源一端连接的钻头和与电源另一端连接的电极，所述钻头与需测量层间电阻的钢板基体连接，所述电极包括电极头，所述电极头与所述钢板基体的表面涂层接触以测量所述钢板基体表面涂层的电阻，所述电极由电极固定装置固定，由于电极头可以自动定心调节，并且电机可以按预定的程序控制电极头的运动，因此，可以方便快速地向钢板基体的涂层施加力，准确测量涂层层间电阻。本发明还公开了一种层间电阻测量系统，包括计算机，A/D、D/A转换卡，串行通讯口、直流稳压电源以及上述的层间电阻仪，测量过程自动控制，测量结果自动存储到数据库中，打印格式灵活，测量数据可以导出便于二次利用。
文档编号G01R27/04GK1932535SQ20061015064
公开日2007年3月21日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者方岱宁, 饶国光 申请人:北京赛迪机电新技术开发公司