[发明专利]一种拉伸应变测试方法和装置

说明书

本发明公开了一种拉伸应变测试方法和装置，包括信号输出系统、电压放大器、应变片、应变测试仪和数据采集系统。基于该装置可测试压电纤维复合材料拉伸应变。是一种安装简单、操作方便、精度较高的拉伸应变测试装置及其相应的测试方法。

技术领域

本发明涉及一种材料拉伸应变测试方法和装置，特别是涉及一种压电纤维复合材料拉伸应变测试方法和装置。

背景技术

自由应变是在大尺寸压电纤维复合材料样件处于自由状态下，通过施加一个固定的交变电压，使得大尺寸压电纤维复合材料样件在此电压下发生变形，然后通过在大尺寸压电纤维复合材料样件表面粘贴的应变片获得其自由应变的值。通过公式d₃₃＝(freestrain×L×10⁶)/voltage(其中：L为叉指状电极的指间距)可计算出大尺寸压电纤维复合材料样件的d₃₃值，其值越大，大尺寸压电纤维复合材料样件的压电性能越高。

对于拉伸应变的测量，Leung等人在Large electrosrictive effect Ba:PZT andit,sapplication.Ferroelectrics一文中采用迈克尔逊干涉法测量拉伸位移，通过测量光程差引起接受屏处干涉条纹的移动，从而从条纹的移动数中计算出相应的微小应变，但是该方法实际操作难度较大，计算过程困难。

Meng等人在Electrostriction in Lead Lanthanum Zirconate‐TitanateCeramics一文中采用贝塞尔函数高频激光干涉测振仪测量压电陶瓷元件的拉伸应变，把样品夹持到激光测试仪上，通过测量被激励振幅值的大小来得到微小应变，但该方法安装样品较为困难，对操作要求较高。

李建文等在“高精度电容测微仪关键技术”一文中采用电容测微仪的方法来测量微小应变，探头的有效直径为1mm时，仪器的分辨率可达1nm，但该方法对仪器精度要求较高。

综上所述，之前关于拉伸应变的测量方法或多或少都存在一定缺点，如安装样品困难、操作困难及精度较低。

发明内容

本发明的第一个目的为提供一种安装简单、操作方便、精度较高的拉伸应变测试装置，测试压电纤维复合物在交变电压下的驱动应变行为以研究其传感、驱动等功能。

本发明的第二个目的为提供基于所述拉伸应变测试装置的一种拉伸应变测试方法。

本发明一种拉伸应变测试装置，包括信号输出系统、电压放大器、应变片、应变测试仪和数据采集系统；

所述信号输出系统通过导线连接电压放大器，电压放大器通过导线对测试样品施加电压；

所述应变片粘于测试样品表面，应变片通过导线连接应变测试仪，应变测试仪通过导线连接数据采集系统；

或者测试样品经树脂封装后应变片粘贴于树脂表面，所述应变片通过导线连接应变测试仪，应变测试仪通过导线连接数据采集系统。

所述应变片为箔式应变片。

基于所述拉伸应变测试装置的拉伸应变测试方法，包括如下步骤：

(1)选择测试样品拉伸应变方向，沿应变方向粘贴应变片；

(2)信号输出系统输出信号至高压放大器，控制高压放大器对测试样品施加电场；

(3)应变测试仪收集应变片电阻数据，并输入数据采集系统。

选择若干测试样品拉伸应变方向，沿应变方向粘贴应变片。