[发明专利]一种高精度应力测量方法

说明书

本发明涉及新材料研发领域，一种高精度应力测量方法，高精度应力测量装置包括外框架、弹性连接元件I、移动块I、弹性连接元件II、弹性连接元件III、移动块II、弹性连接元件IV、位移传感器、力学传感器、样品台I、样品、样品台II、致动器连接块、压电致动器I、压电致动器II、压电致动器III和计算机，采用基于压电致动器的位移结构，集成了力学传感器及位移传感器的用于高精度地测量材料样品所受应力，能够对样品施加高均匀性的单方向的应力，并能够测量样品的受力，能够对样品施加单方向的应力并快速测量样品上的受力实验步骤简单，测量精度高，方法包括装置校准、样品固定、对样品施加单方向的力和测量样品受到的力。

技术领域

本发明涉及新材料研发领域，尤其是一种集成了力学及位移传感器的用于高精度地测量材料样品所受应力的一种高精度应力测量方法。

背景技术

对材料样品施加压力或拉力能够直接导致材料原子之间的各向异性变化，从而使得材料的电子结构产生变化，是新材料研发的重要手段，其中一个技术难点是如何对样品施加具有较高的方向性的力，现有技术中对样品施加单方向力的技术包括对顶砧、衬底弯曲装置、压电驱动器等，在基于压电致动器的应力施加技术中，压电致动器相对于其收到的电压信号有一定的滞后性，特别在较大的温度及电压范围下，因此通常采用一个与样品平行的电容式传感器来探测位移，通过将样品的位移除以样品中受到张力的部分的长度，来确定样品受到的张力。现有技术的应力施加装置的弹性系数通常不是远大于样品的弹性系数，以至于在外界压力下装置本身的形变会使得位移传感器的读数产生系统误差，另外，通常用来固定样品的环氧树脂会在外界压力下变形，从而导致位移传感器的精度受到影响，且不同样品受到的所述影响的差异很大，最终样品需要通过非弹性形变来释放受到的应力，因此需要进行多次重复的测量来确保测试结果准确，所述一种高精度应力测量方法能够解决问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明方法采用集成力学传感器及位移传感器的装置对样品施加单方向力，并结合力学和位移信息来准确并简便地测量施加到样品上的力。

本发明所采用的技术方案是：