[发明专利]薄膜单轴双向微拉伸装置及薄膜变形的测量方法

摘要

一种薄膜单轴双向微拉伸装置及薄膜变形的测量方法，属于精密机械领域。该装置利用两个压电陶瓷8分别从两个方向推动可沿滑轨2移动的滑块4与可调滑块3，滑块4及可调滑块3与支架1之间通过限位弹簧9进行限位，滑块4及可调滑块3上固接有的力传感臂6，力传感臂6顶端接载物台，在测量时，首先将待测的薄膜试件夹在载物台上，然后对压电陶瓷8连续施加电压，使两个力传感臂6向相反方向发生微位移，同时通过图像实时采集系统和附在力传感臂6上的应变片5记录薄膜变形图像和力学参数。使用该装置和测量方法能够在测量过程中连续观察测量区，并可通过不同量程的力传感臂进行较宽范围的测量。

主权项

1.一种薄膜单轴双向微拉伸装置，其特征在于：该装置含有整体结构左右对称的支架(1)，固定在支架(1)上的、相互平行的四根滑轨(2)，可调滑块(3)，滑块(4)，上面粘贴有应变片(5)的两个力传感臂(6)，两个载物台(7)，两块压电陶瓷(8)、两个限位弹簧(9)；所述的四根滑轨(2)呈上下两层排列，每层的两根滑轨(2)位于同一水平面，可调滑块(3)套装在前述两层滑轨(2)的上层滑轨(2)上，并可沿滑轨(2)左右移动，滑块(4)则套装在两层滑轨(2)的下层滑轨(2)上，也可沿滑轨(2)左右移动；从水平方向看，装置可以分上下两层，在上层结构当中，由上层滑轨(2)提供支撑，可调滑块(3)与一侧支架壁(10)之间有一块压电陶瓷(8)，该压电陶瓷(8)的一个端面与可调滑块(3)紧密接触，另一端面与支架壁(10)之间通过导座(12)连接，并与导座(12)紧密接触，螺旋测微头(13)穿过支架壁(10)、导座(12)上的导孔(11)并顶住压电陶瓷(8)与导座(12)接触的端面；在下层结构当中，在与前述支架壁(10)相对的另一侧的支架壁(10)和滑块(4)之间，也有一块压电陶瓷(8)，该压电陶瓷(8)的一个端面与滑块(4)紧密接触，另一端面与支架壁(10)之间通过连接座(14)连接，并与连接座(14)紧密接触；在与压电陶瓷(8)相接的可调滑块(3)的另一侧面，有一个水平伸出的一端顶在可调滑块(3)上、另一端通过连接到支架壁(10)上的弹簧座(15)的限位弹簧(9)；在与压电陶瓷(8)相接触的滑块(4)的另一侧面，也有一个水平伸出的一端顶在滑块(4)上、另一端通过与支架壁(10)相接的弹簧座(15)的限位弹簧(9)；所述的导座(12)、连接座(14)与支架壁(10)相固接，弹簧座(15)与支架壁(10)通过螺纹连接；两个力传感臂(6)左右对称，处于同一平面上，分别与可调滑块(3)及滑块(4)相固接并水平伸出；两载物台(7)分别连接到左、右两个力传感臂(6)伸出端的头部凹座(s1)中，并相对水平伸出且端部之间有一定间距，载物台(7)一端是万向球(16)，另一端是载物板(s2)，万向球(16)可通过与力传感臂(6)相连接的锁死结构(17)固定；压电陶瓷(8)与驱动控制系统相连接，应变片(5)组成合适桥路与应变测量系统连接。