[其他]测量铝阳极氧化膜封闭质量的导纳仪

说明书

本发明是一种用于检查铝阳极氧化膜封闭质量的导纳测量仪。

《PRODu    CT    FINISHING》1978年第5期极导了ANOTEST-yD型导纳仪如图1所示，它由电解池（2）、探头（1）、（3）、振荡器（5）高电抗元件（4）、放大器（6）、带通滤波器（7）、检波器（8）、低通滤波器（9）和指示仪表（10）组成。振荡器（5）输出的1000Hz交流信号经过高电抗元件（4）送到电解池（2），由探头正极（3）拾取的导纳信号经放大器放大，再经带通滤波器选出1000Hz信号。滤掉干扰信号，这一信号经过二极管检波器变成直流脉动信号，再经低通滤波器变成平滑的直流信号，利用这一信号去推动指示仪表。在仪表的刻度盘上就指示出测量的导纳数值，该仪器可直接指示出导纳值。不需要做在交流电桥中涉及的那种平衡调节，操作比较方便，结构也比较简单。其缺点是：第一，它所采用的检波器（8）是一只普通的二极管，由于受到二极管正向压降，非线性的伏安特性和温度特性的影响，检波误差比较大，特别是在检波Ⅳ以下的小信号时，误差相当大，造成输出直流信号与输入交流信号的非线性关系。另外由探头正极拾取的输入电压信号与被测导纳数值具有如图2A所示的反比例的关系。即μidl/y。对于这种非线性的信号，该仪器利用了非线性刻度的仪表来指示测量值。误差比较大（精度为满量程的±3%），通常要求仪器工作在量程的1/3以上的范围。而如图2A所示，当测量值比较大，且导纳值变化很大时，信号电压都变化很小，这就造成越靠近量程的高端，仪器的灵敏度就越低，由于高端的分辨率降低，使得高端的测量值难以读出，降低了高端的测量精度，限制了高端量程的扩展。第二，由于测量值是由铝基底，氧化膜和电解液构成的这种结构的表观导纳值，这一数值要受到测量面积、环境温度和氧化膜厚度的影响。这些条件不同，测量的结果也不同。为使得到的导纳值能相互比较，作为评价铝阳极氧化膜封闭质量的有用数据。有关的国际标准ISO2931规定用三个修正公式，将测量值换算到面积为133mm²，温度为25℃，膜厚为20μm这一标准条件下，换算后得到的修正导纳值，就可作为评价铝阳极氧化膜封闭质量的数据。该仪器的这一修正工作是由试验人员的手工劳动来完成的，既麻烦，又费时。

本发明的目的是为了克服上述仪器的缺陷，实现模拟信号的线性化。使输出的直流电压信号与被测量的导纳值成正比，并利用数字化测量技术，实现数字显示。这样一来，在全量程范围内可得到一致的测量精度。提高了测量精度和分辨率，扩大了量程，数据的读取也很方便。本发明的另一个目的是简化国际标准ISO2931规定的试验步骤，由仪器完成测量值的修正换算工作，直接用数字显示出用于评价阳极氧化膜封闭质量的修正导纳值。

本发明测量铝阳极氧化膜封闭质量的导纳仪（如图3所示）由电解池（2），探头（1）、（3）、振荡器（5）、高电抗元件（4），放大器（6）、带通滤波器（7）线性检波器（8），低通滤波器（9）、数字显示器（10），除法器（17）、测温电路（11），自动换算电路、键盘等构成。由振荡器（5）输出的1000Hz交流信号经高电抗元件（4）探头（1）、（3）加到被测导纳上。由探头正极（3）拾取的电压信号经放大器（6）放大，再经滤波器（7）滤波，得到纯净的1000Hz交流信号，再经线性检波器（8）得到与输入交流成精确线性关系的直流脉动信号，再经低通滤波器（9）得到平滑的直流信号，将它送到除法器（17）进行除法运算，除法器的输出与输入成反比关系，因为其输入信号恰与被测量的导纳值成反比关系，所以除法器运算后的输出信号就与被测量导纳值成正比关系（如图2B所示），实现了模拟信号的线性化。