[发明专利]一种测量材料阻尼因子的设备及方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种通过光电信号转换测量材料阻尼因子的设备使用该设备进行测量的方法，属于仪器测量类。

(二)背景技术

阻尼因子是反映材料阻尼特性的重要参数。目前，测量材料阻尼因子主要采取弯曲共振的方法，针对该种测量方法的测试装置比较复杂，一般由信号发生器、电磁换能器、频率计、示波器、放大器和记录指示仪表等组成。在测试中各组成部分均需调整、校对，比较繁琐，操作时间长，且容易出现系统误差。测量装置成本高，测试成本也高。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种测量材料阻尼因子的设备，其结构简单，操作方便，减少误差；本发明的另一目的是提供使用该设备的测量方法，能够快捷、准确测量材料的阻尼因子。

本发明所设计的测量材料阻尼因子的设备由测量装置和数据处理装置构成，测量装置主要由暗箱、光源、夹具、光电池传感器组成，夹具及光电池传感器位于暗箱内，光源位于暗箱的侧壁上，光源为恒定的白光光源，向暗箱内的光电池传感器照射，光电池传感器安装于与光源相对的暗箱内的一侧，光电池传感器的感光面为矩形，光电池传感器连接有信号引出线，夹具与光源位于同侧，其对应于光电池传感器的中间位置；数据处理装置主要由A/D转换器、单片机构成，A/D转换器与单片机连接，光电池传感器的信号引出线与A/D转换器连接。

本发明的光电池传感器由光电池、信号引出线、背板组成，光电池镶嵌于背板中，信号引出线与光电池连接并引出到光电池传感器外部。

本发明的测量材料阻尼因子的设备中的光电池传感器的感光面长度大于被测样品最大振幅的两倍，宽度小于被测样品的宽度。

本发明所设计的测量材料阻尼因子的设备的数据处理装置还可连接有打印机。

用上述的设备进行测量的方法是：(1)将被测材料制成片状样品，片状样品通过夹具固定安装于暗箱内，片状样品的长度方向与光电池传感器感光表面垂直，片状样品的宽度大于光电池传感器感光表面的宽度；(2)在片状样品的前端施加一外力，使其上下振荡；(3)被测样品振动过程中振幅发生周期性衰减的变化，光电池传感器感光面被被测样品覆盖的面积随之发生周期性变化，因此光电池传感器输出的电流信号发生变化，通过信号引出线由外接数据处理装置的A/D转换器实时采集电流信号；(4)数据处理装置中的单片机进行数据存储，直至被测样品振幅为零时，停止采样，再进行数据分析处理；(5)采集到的电流信号经单片机进行量化和数据处理，得到每次振动的振幅，再通过单片机计算得出阻尼材料的阻尼因子。

所依据的计算公式为：

β=1nΣi=1nAi2-Ai+12Ai2×100%]]>

其中：β为阻尼因子，Ai为振幅，n为振荡次数。

本发明的优点是：

1、该装置结构简单、合理，通过光电信号转换实现测量目的。

2、操作方便，有效缩短测量时间。

3、成本低，与现有测量设备比较，减少了很多测量仪器，同时测量方法简便，减少测量误差，测量准确度高。

本发明可对多数固体材料进行测量，适用范围广。

(四)附图说明

图1是本发明所设计的一种测量材料阻尼因子的设备的结构示意图。

图2是图1中光电池传感器的结构示意图。

图3是本发明测量材料阻尼因子设备的测量流程图。

(五)具体实施例

下面根据附图结合具体实施例对本发明所设计的一种测量材料阻尼因子的设备的结构及实施测量的方法作进一步说明。