一种本体电阻的电子测量设备的制作方法

本实用新型涉及电子测量设备技术领域，具体为一种本体电阻的电子测量设备。

背景技术：

通常燃料电池工作在欧姆极化区，此时欧姆内阻引起的功率损失是影响燃料电池对外性能的主要因素。在欧姆内阻中，扩散层和极板之间的接触电阻是非常重要的组成部分，它依赖于电池的封装压力和极板的表面状态，为评价封装压力对接触电阻的影响程度进而为燃料电池封装提供依据，有必要把接触电阻测量出来。但传统的电阻测量方法无法分离接触电阻和扩散层的本体电阻，因此无法得到极板和扩散层之间的接触电阻：

(1)传统的电子测量设备测量功能不多，只具备单个参数测量要求，例如频谱仪能够观察到信号在不同频率的状态，但无法得到在时间范围上看到信号的变化情况，无法满足多个参数测量要求；

(2)传统电子测量设备一般采用模拟信号进行采样和处理，模拟信号在受到外界噪声的干扰后，容易产生失真或杂波，这些干扰信号消除比较困难，会导致测量的信息不准确，无法得到高精度的测量数据。而数字信号是不连续的，并以0和1编码表示数据，不容易受到噪声的干扰，当数字信号受到干扰产生误码后，也能够通过编码规则来还原或消除误码的影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本实用新型提供一种本体电阻的电子测量设备，通过主控+功能模块的方式构成，通过各个功能模块的相互协作，完成整个电子测量的过程，其具有分辨率高、响应速度快等优点，并能满足在时域和频域同时测量的要求。在进行电路设计时，通过将模拟地和数字地的有效分割，少了各功能模块之间的干扰，系统稳定性大大提高，能有效的解决背景技术提出的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种本体电阻的电子测量设备，包括测量平台和控制设备，所述控制设备安装在测量平台的左上端，所述测量平台固定安装在固定支架的正面上，在测量平台的内表面固定安装有三个承压板，且三个承压板均对称分布在测量平台的内壁上，所述相邻承压板之间还设置有称重传感器和组合弹簧，且称重传感器设置在组合弹簧的上端，所述测量平台的内壁上端与承压板的上表面还设置有组合夹具，所述组合夹具采用上下齿合的方式连接在一起，所述组合夹具的内表面设置有试样板，所述三个承压板的两端均通过导柱与固定支架相连接，所述固定支架的内壁上还螺纹连接有螺钉，所述螺钉的下端与手动加压手柄相连接，所述螺钉的顶端通过垫片与承压板的下端滑动连接，所述测量平台的上表面还设置有位移传感器，且位移传感器的下端贯穿连接在测量平台内壁与承压板之间，所述位移传感器和称重传感器的信号端均通过控制线与控制设备相连接。

作为本实用新型一种有选的技术方案，所述控制设备包括信号处理器和信号源模块，所述信号源模块接收传感器信号，且信号源模块的信号端与信号处理器相连接，所述信号处理器的输出端通过VGA接口与显示屏相连接，所显示屏内部设置有波形显示模块和字符提取模块。

作为本实用新型一种有选的技术方案，所述信号源模块包括滤波电路和数据转换电路，所述滤波电路接收传感器的反馈信号，所述滤波电路的输出端通过控制端与数据转换电路相连接，所述数据转换电路的输出端通过信号放大器与数模转换器相连接，所述数模转换器输出端数字信号与信号处理器相连接。

作为本实用新型一种有选的技术方案，所述组合弹簧的数量为两个，且两个组合弹簧均对称分布在两个承压板之间。

作为本实用新型一种有选的技术方案，所述试样板有扩散层和极板层组成，且极板层包围在扩散层的外表面。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型采用手动加载方式为测试平台提供动力，并依靠机构的平行度保证所压试样均匀受压，压力由放置于测试平台内部的两块承压模板之间的称重传感器测量，压缩量由固定在机架之上的位移传感器测量，并传感器的反馈信号通过信号处理器进行处理，通过各个功能模块的相互协作，完成整个电子测量的过程，其具有分辨率高、响应速度快等优点；

(2)本实用新型将数字信号处理模块作为整个系统的核心单元，它主要由性能卓越的DSP和CPLD芯片组成，能够将采样的数字信号进行快速以及复杂化处理，实时地得出高精度的测量数据；信号处理器起着统一调度的作用，协调各模块间的工作，例如从信号源模块中获取原始数据，然后将数据传输给数据处理模块进行转换处理，并将最终的结果通过数据显示模块展现出来；信号源模块主要用于原始数据的采集，其包含了滤波电路和数据转换电路，将信号通过滤波、放大、AD转换等方式得出数字信号，再交由数据处理模块进行处理；数据显示模块主要提供人机交互界面，让操作员可以通过显示模块来设置测量参数以及获得测量得出的数据。

(3)本实用新型通过测量试样板上放置的扩散层的本体电阻和其与极板之间的接触电阻，并用已有经验公式对接触电阻测量结果进行数据拟合，通过电极层导电块能够方便地和其他测量设备连接，提高了数据测量的精度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的控制设备模块结构示意图。

图中：1-测量平台；2-控制设备；3-位移传感器；4-组合夹具；5-试样板；6-承压板；7-称重传感器；8-组合弹簧；9-螺钉；10-手动加压手柄；11-垫片；12-信号处理器；13-VGA接口；14-显示屏；15-波形显示模块；16-字符提取模块；17-信号源模块；18-滤波电路；19-数据转换电路；20-信号放大器；21-数模转换器；22-固定支架；23-导柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本实用新型可以用以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。

实施例：

如图1所示，本实用新型提供了一种本体电阻的电子测量设备，包括测量平台1和控制设备2，所述控制设备2安装在测量平台1的左上端，所述测量平台1固定安装在固定支架22的正面上，在测量平台1的内表面固定安装有三个承压板6，且三个承压板6均对称分布在测量平台1的内壁上，所述相邻承压板1之间还设置有称重传感器7和组合弹簧8，所述组合弹簧8的数量为两个，且两个组合弹簧8均对称分布在两个承压板6之间，且称重传感器7设置在组合弹簧8的上端，所述测量平台1的内壁上端与承压板6的上表面还设置有组合夹具4，所述组合夹具4采用上下齿合的方式连接在一起，所述组合夹具4的内表面设置有试样板5，试样板5有扩散层和极板层组成，且极板层包围在扩散层的外表面，所述三个承压板6的两端均通过导柱23与固定支架22相连接，所述固定支架22的内壁上还螺纹连接有螺钉9，所述螺钉9的下端与手动加压手柄10相连接，通过调节手动加压手柄10将螺钉向上旋钮，在垂直承压板的方向上对承压板进行加压，利用三块承压板叠合设计，提高组合夹具4模块受力均匀度，所述螺钉9的顶端通过垫片11与承压板6的下端滑动连接，所述测量平台1的上表面还设置有位移传感器3，且位移传感器3的下端贯穿连接在测量平台1内壁与承压板6之间，所述称重传感器7采用PTS124-133G型号的处理芯片，所述位移传感器3采用ZLDS100型号的传感检测芯片，所述位移传感器3和称重传感器7的信号端均通过控制线与控制设备2相连接，使用控制设备2作为称重传感器7和位移传感器3的信号控制端，减少外界线路对传感器反馈信号的干扰，提高了反馈信号的均匀度。

所述控制设备2包括信号处理器12和信号源模块17，所述信号处理器12采用ADSP-BF533SKBCZ型号的处理芯片，所述信号源模块17接收传感器信号，且信号源模块17的信号端与信号处理器12相连接，所述信号处理器12的输出端通过VGA接口13与显示屏14相连接，所显示屏14内部设置有波形显示模块15和字符提取模块16；所述信号源模块17包括滤波电路18和数据转换电路19，所述滤波电路18接收传感器的反馈信号，所述滤波电路18的输出端通过控制端与数据转换电路19相连接，通过设计的滤波电路18和数据转换电路19对接收的信号进行过滤，并将其数据格式进行转换，，所述数据转换电路19的输出端通过信号放大器20与数模转换器21相连接，所述数模转换器21输出端数字信号与信号处理器12相连接，数据通过信号放大器对其幅值进行放大，提高了信号强度，利用数模转换器21将模拟信号转换为数字信号输入到信号处理器12内部，供信号处理器12处理，通过信号处理器12+功能模块的方式构成，通过各个功能模块的相互协作，完成整个电子测量的过程，其具有分辨率高、响应速度快等优点，并能满足在时域和频域同时测量的要求。在进行电路设计时，通过将模拟地和数字地的有效分割，减少了各功能模块之间的干扰，系统稳定性大大提高。

所述整个信号处理器12内部的软件处理过程在测量阶段是不断触发的，信号处理器12模块的高性能能够保证在数据输入的同时完成对数据的复杂处理，让测量数据能够实时地展示，且提高了测量的精度。

综上所述，本实用新型的主要特点在于：

(1)本实用新型采用手动加载方式为测试平台提供动力，并依靠机构的平行度保证所压试样均匀受压，压力由放置于测试平台内部的两块承压模板之间的称重传感器测量，压缩量由固定在机架之上的位移传感器测量，并传感器的反馈信号通过信号处理器进行处理，通过各个功能模块的相互协作，完成整个电子测量的过程，其具有分辨率高、响应速度快等优点；

(2)本实用新型将数字信号处理模块作为整个系统的核心单元，它主要由性能卓越的DSP和CPLD芯片组成，能够将采样的数字信号进行快速以及复杂化处理，实时地得出高精度的测量数据；信号处理器起着统一调度的作用，协调各模块间的工作，例如从信号源模块中获取原始数据，然后将数据传输给数据处理模块进行转换处理，并将最终的结果通过数据显示模块展现出来；信号源模块主要用于原始数据的采集，其包含了滤波电路和数据转换电路，将信号通过滤波、放大、AD转换等方式得出数字信号，再交由数据处理模块进行处理；数据显示模块主要提供人机交互界面，让操作员可以通过显示模块来设置测量参数以及获得测量得出的数据。

(3)本实用新型通过测量试样板上放置的扩散层的本体电阻和其与极板之间的接触电阻，并用已有经验公式对接触电阻测量结果进行数据拟合，通过电极层导电块能够方便地和其他测量设备连接，提高了数据测量的精度。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。