[发明专利]一种薄膜试样交直流击穿场强自动测试系统

说明书

本发明涉及一种薄膜试样交直流击穿场强自动测试系统，属于绝缘材料性能测试领域。本发明提供一种薄膜试样交直流击穿场强自动测试系统。整个系统运行分为测量、自动换样及分析显示过程，其中测量过程：通过测厚传感器，获得试样厚度，数字电压表记录击穿电压，由单片机将数据传递给上位机，最后上位机将数据以图表形式呈现，并保存数据；自动换样过程：当单片机检测到击穿结束，通过控制继电器，将上电极上拉，再通过控制步进电机，将待测式样移到测试位置；分析显示过程：上位机通过测试数据，结合场强公式及所选数据处理方式，直观反映材料的击穿特性。本发明所设计的击穿测试系统，减少换样次数，避免人为测厚误差，有效提高测量效率及安全性。

技术领域

本发明涉及薄膜试样交直流击穿场强测试，属于绝缘材料性能测试领域。

背景技术

目前，绝缘材料的交直流击穿场强是反应材料绝缘特性的主要依据之一。

绝缘材料的击穿特性主要是对其薄膜试样进行交直流测试。

然而，在测试过程中人为参与量过多，增加了误差产生的可能性和操作的危险性。

本发明基于传统的交直流击穿试验，添加非接触式测厚传感器和自动换样装置，减少人为参与量对击穿试验的主要参数的影响。

发明内容

本发明提供了一种薄膜试样交直流击穿场强自动测试系统，可对绝缘材料的击穿特性进行测试。

其技术方案如下：

一种薄膜试样交直流击穿场强自动测试系统，包括交直流高压发生模块、电压测量模块、中央控制模块、自动换样装置和激光测厚装置；所述交直流高压发生模块包括交直流控制箱和交直流升压器，所述交直流控制箱负责控制输出电压大小，升压器负责将控制箱传递过来的交流电按照一定变比升高输出为高压交流电或直流电；所述电压测量模块由数字电压表完成，将实验过程中的电压传递给PC端，PC端通过对电压波形的分析得到击穿电压；所述中央控制模块由C51单片机和相关电路组成，主要负责对自动换样装置和激光测厚装置的控制及数据的预处理并输出；所述自动换样装置包括电磁继电器、旋转试样台及步进电机；所述激光测厚装置安装在上电极固定装置的下端，用于测量待测试样的厚度。

进一步地，自动换样装置包括电磁继电器、旋转试样台及步进电机，所述电磁继电器安装在上电极固定装置上端，由两边的压缩弹簧和上电极自身重力提供向下的拒动力；旋转试样台承载多个待测试样，由下方的金属滚轴提供旋转条件；步进电机由C51单片机根据PC端设置的参数发出的脉冲信号控制，为旋转试样台提供动力支持，每次换样过程中旋转固定角度，将新的待测试样移到测试位置。

进一步地，激光测厚装置安装在上电极固定装置的下端，通过测量有、无试样情况下与下电极的距离，获得待测薄膜试样的厚度。

进一步地，电磁继电器在换样之前，由C51单片机控制其动作，从试样上移开，为后续的换样过程减少阻碍，并在新试样到达后放下，准备击穿实验。

一种薄膜试样交直流击穿场强自动测试系统，根据权利要求1~4中所述测试装置，包括以下步骤：

1) 将下电极紧贴下电极(旋转试样台),激光测厚传感器获取初始值；

2) 将试样均匀固定到圆形旋转试样台，保证接触面无气泡；

3) 在PC端设置相关参数，点击提交，开始测试；

4) 微处理器控制电磁继电器，使得上电极上移；

5) 微处理器控制步进电机旋转，待测试样移到测试位置；

6) 微处理器控制电磁继电器，使得下电极在拒动力作用下紧贴试样；

7) 激光测厚传感器测量与下电极距离，与初始值的差值即为试样厚度；

8) 通过控制高压控制箱，进行击穿实验，数字电压表将测量的电压传递给PC端；

9) 重复步骤4-8 ，直到所有式样测量完成；