[发明专利]碳纤维复合材料层合板小电流伏安特性的测量方法及测量装置

权利要求书

1.碳纤维复合材料层合板小电流伏安特性的测量装置，其特征在于：包括可调直流电源(1)以及设置在可调直流电源(1)高压输出端的限流电阻(2)，限流电阻(2)的另一端通过圆盘电极A与被试碳纤维复合材料层合板(3)的一端面连接，被试碳纤维复合材料层合板(3)的另一端与圆柱电极B相连；在圆柱电极B的外侧还设计有与被试碳纤维复合材料层合板(3)相连的圆环形电极C，圆柱电极B通过第一电阻R₁接可调直流电源(1)的低压端并接参考地，圆环形电极C通过第二电阻R₂与可调直流电源(1)的低压端相连并接参考地，在圆柱形电极B与参考地之间接有第一电压传感器(8)；在圆盘电极A与参考地之间接有第二电压传感器(6)，在圆环形电极C与参考地之间接有第三电压传感器(7)，第一、第二、第三电压传感器(8、6、7)组成的电压取样单元的输出接计算机测控与分析单元(5)。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料层合板小电流伏安特性的测量装置，其特征在于：所述的计算机测控与分析单元(5)包括依次相连的A/D模数转换器(9)、计算机(10)和数模D/A转换器(11)，A/D模数转换器(9)接收来自第一、第二、第三电压传感器(8、6、7)的信号，并将接收到的模拟信号转变成数字信号后传递给计算机(10)，经计算得到通过被试碳纤维复合材料层合板(3)的电流信号和两端的电压信号以及碳纤维复合材料层合板的面电流特性，同时，D/A数模转换器(11)输出模拟信号控制可调直流电源(1)的输出电压。

3.一种如权利要求1所述的碳纤维复合材料层合板小电流伏安特性的测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将被试碳纤维复合材料层合板(3)安装在圆盘电极A与圆柱电极B、圆环形电极C之间；

2)在计算机人机交互显示界面上输入碳纤维复合材料层合板(3)直流小电流伏安特性的实验参数，包括起始电流值或最小电流值I₁、终止电流值I_n、电流级差ΔI即两个电流等级之间的差值、限流电阻(2)的阻值以及可调直流电源输出电压的上升速率v；

3)计算机测控与分析单元(5)按照事先设定的电压上升速率v，通过计算机测控与分析单元(5)的D/A数模转换器输出相应的模拟电压值至可调直流电源(1)的输入端，当通过被试碳纤维复合材料层合板(3)的电流达到预先设定的初始电流值I₁时，停止升压，并将此时对应的电压取样单元(4)的第一、第二电压传感器(8、6)的模拟量通过计算机测控与分析单元(5)的A/D模数转换器进行数据采集，然后传给计算机测控与分析单元(5)的计算机进行数据分析，得到初始电流I₁及对应的被试碳纤维复合材料层合板(3)两端的电压U₁以及被试碳纤维复合材料层合板(3)的面电流I_s1；

4)继续通过计算机测控与分析单元(5)的D/A数模转换器输出控制使可调直流电源(1)的输出电压升高，使得通过被试碳纤维复合材料层合板(3)的电流达到I₁+ΔI时，停止升压，并将此时第一、第二、第三电压传感器(8、6、7)的模拟量通过计算机测控与分析单元(5)的A/D模数转换器进行数据采集，然后传给计算机测控与分析单元(5)的计算机进行数据分析，得到电流I₂+ΔI及对应的被试碳纤维复合材料层合板(3)两端的电压U₂以及被试碳纤维复合材料层合板(3)的面电流I_s2；

5)重复步骤4)直到通过被试碳纤维复合材料层合板(3)的电流达到I_n和面电流I_sn为止；

6)将得到的一组电流-电压值(I₁，U₁)、(I₂，U₂)……(I_n，U_n)连接起来得到被试碳纤维复合材料层合板(3)直流小电流下的伏安特性曲线；

7)根据得到的一组电流-电压值(I₁，U₁)、(I₂，U₂)……(I_n，U_n)，采用数值拟合方法得到被试碳纤维复合材料层合板(3)的电压-电流关系表达式。