[发明专利]一种自动化热刺激电流测试系统及其测试方法

说明书

一种自动化热刺激电流测试系统及其测试方法属于电介质物理测量及研究领域；包括真空室、电性能测试装置、温度控制装置、计算机、单片机和试样加持装置；试样加持装置放置在真空室内，试样加持装置分别连接电性能测试装置、温度控制装置和单片机，电性能测试装置和温度控制装置均具有串口通讯功能，均与计算机双向连接，单片机与计算机单向连接，试样加持装置包括电极模组、运动结构和制冷装置；电极模组包括制热装置，电极模组与制冷装置通过运动结构进行上下运动；本发明在降温过程中降温速率可控；在升温过程中，固定着试样的升温装置能够与冷却装置分离，减小测量装置的热惯性，对温度的控制更加精确，从而提高测量结果的准确性。

技术领域

本发明属于电介质物理测量及研究领域，尤其涉及一种自动化热刺激电流测试系统及其测试方法。

背景技术

热刺激电流(Thermally Stimulated Current，TSC)方法是一种运用宏观的物理方法来研究介质内部微观特性的重要实验手段。热激电流方法是用来研究高聚物内偶极松弛、陷阱参数、空间电荷的贮存和输运以及聚合物结构松弛与转变、分子运动特征等的有效方法。热刺激电流(TSC)是研究聚合物材料中陷阱结构和陷阱结构所控制的空间电荷存贮及输运特性的工具，同时也是研究聚合物结构转变和分子运动的重要手段，已经在聚合物性能测试领域得到了广泛应用。热刺激电流(TSC)法的具体操作步骤为：先将被测试样保持在一定的温度下，施加极化电压，一段时间后，对试样进行降温，将试样中的载流子“冻结”起来，然后撤去极化电压，对试样进行线性升温，测量在升温过程中的去极化电流，得到电流-温度谱线。

但是在现有技术当中，由于测量装置的热惯性，严重影响测试结果的准确性。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种自动化热刺激电流测试系统及其测试方法。

本发明的技术方案：

一种自动化热刺激电流测试系统，包括真空室、电性能测试装置、温度控制装置、计算机、单片机和试样加持装置；所述试样加持装置放置在真空室内，所述试样加持装置分别连接电性能测试装置、温度控制装置和单片机，所述电性能测试装置和温度控制装置均具有串口通讯功能，均与计算机双向连接，所述单片机与计算机单向连接，所述试样加持装置包括电极模组、运动结构和制冷装置；所述电极模组包括制热装置，所述电极模组与制冷装置通过运动结构进行上下运动。

进一步地，所述电极模组包括上电极，所述上电极一端固定在上电极绝缘支架的下表面，所述上电极另一端与下电极相对，所述下电极穿过下电极绝缘支架通过上绝缘夹板与制冷装置一端靠近，所述制冷装置另一端设置在下绝缘夹板的上表面，制热装置设置在下电极绝缘支架上表面的下电极内部，温度传感器设置在下电极绝缘支架下表面的下电极内部，所述上电极绝缘支架、下电极绝缘支架、上绝缘夹板和下绝缘夹板上设有若干相对的通孔，螺栓通过所述通孔穿过所述上电极绝缘支架、下电极绝缘支架、上绝缘夹板和下绝缘夹板，并在靠近下绝缘夹板上表面的螺栓位置设置固定螺母，所述下电极绝缘支架和上绝缘夹板之间的螺栓设置有第一弹簧，所述螺栓数量为若干个。

进一步地，所述运动结构包括第二弹簧、衔铁和电磁铁；所述第二弹簧设置在螺栓上，固定螺母的上方，所述衔铁设置在螺栓上，第二弹簧的上方，所述衔铁的上方靠近下电极绝缘支架的螺栓上设置有限位螺母，所述电磁铁设置在制冷装置侧壁，固定在下绝缘夹板上；所述衔铁在电磁铁的吸引下能够带动电极模组上下运动。

进一步地，电性能测试装置包括微电流计、高压电源和真空断路器；所述真空断路器的一个接线端连接微电流计的一端，另一个接线端连接高压电源的一端，所述微电流计的另一端和高压电源的另一端相连后分别连接地线和试样的一端，所述试样的另一端连接真空断路器闭合端，所述真空断路器的闭合端连接单片机。