[发明专利]材料测试装置与方法

权利要求书

1.一种操作材料测试装置的方法，包括通过将脉动载荷以可变的测试频率施加于材料样品而进行测试，在施加载荷的过程中测量所述样品的温度，并且基于测量到的温度改变所述测试频率，借此，防止所述样品在所述测试过程中超过预定的最大温度。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括比较所述测量到的样品温度与规定的目标温度，以确定温度误差，并且基于所述确定的温度误差控制所述测试频率。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在开始所述测试之前规定测试频率控制增益。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在开始所述测试之前使用由使用者规定的模型参数，基于所述样品的热模型计算所述控制增益。

5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括通过在所述测试过程中连续计算测试频率控制增益而提供所述测试频率控制的自适应调节。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，使用在所述测试过程中估算的模型参数，基于所述样品的热模型计算所述控制增益。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，基于所述样品的加热与冷却系数而计算所述控制增益。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，加热速度与所述加热系数成比例，并且与所述测试频率成比例，冷却速度与所述冷却系数成比例，并且与所述样品温度与所述环境温度之间的差值成比例。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括测量所述环境温度或确定环境温度的假定值。

10.根据权利要求4或6至9中任一项所述的方法，其中，在所述样品表面处测量所述样品温度，并且所述热模型基于所述测量到的表面温度以及所述样品的热参数估算所述样品的所述内部温度。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的方法，其中，在所述测试开始之前，将所述控制增益初始化为零，并且在所述测试过程中，使用指数移动平均滤波器过滤所述计算得到的控制增益。

12.根据权利要求3至11中任一项所述的方法，其中，所述控制增益包括比例与积分控制增益。

13.根据前述任意权利要求所述的方法，其中，基于测量到的最大样品温度改变所述测试频率，所述测量到的最大样品温度从横跨所述样品的不同位置确定。

14.根据前述任意权利要求所述的方法，进一步包括在所述测试过程中确定测量到的样品温度的改变速度，并且仅在一旦在所述测试开始之后确定样品温度改变速度降低，基于所述测量到的样品温度改变所述测试频率。

15.根据前述任意权利要求所述的方法，进一步包括如果探测到错误状态，中断所述测试。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，使用提供温度信号的传感器测量所述样品温度，并且基于所述测量到的样品温度的突然下降或所述测量到的温度信号的中断探测到错误状态。

17.根据前述任意权利要求所述的方法，其中，由规定次数的载荷循环或由样品故障确定所述测试的持续时间，并且在所述测试过程中以最小化所述测试持续时间而样品在所述测试过程中不超过所述最大温度的方式改变所述测试频率测试。

18.一种材料测试装置，包括用于以可变测试频率将脉动载荷施加于材料样品的致动器、用于在载荷的施加过程中测量所述样品的所述温度的装置，以及用于基于所述测量到的温度改变所述测试频率，借此，防止所述样品在载荷的施加过程中超过预定的最大温度的装置。

19.根据权利要求18所述的装置，进一步包括控制器，所述控制器用于基于所述测量到的样品温度与规定的目标温度之间的差值，提供表示目标测试频率的控制信号，用于控制器所述致动器。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，将所述控制器被布置成使用预定的控制增益生成所述目标测试频率信号。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，将所述控制器布置成基于所述样品的热模型，使用由使用者规定的模型参数，在将载荷施加于所述样品之前计算所述控制增益。

22.根据权利要求19所述的装置，其中，将所述控制器布置成在载荷施加的过程中，连续计算控制增益，用于所述目标测试频率信号的生成。