[发明专利]一种高精度应力测量装置

摘要

本发明涉及新材料研发领域，一种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，具有特殊的基于压电致动器的结构，集成了力学传感器及位移传感器，用于高精度地测量材料样品所受应力，能够对样品施加单方向的应力并快速测量样品上的受力，能够结合力学和位移信息来快速测量施加到样品上的力，对样品施加高均匀性的单方向的应力，并能够快速并准确地测量样品的受力，测量过程简单。

主权项

1.一种高精度应力测量装置，包括外框架(1)、弹性连接元件I(2)、移动块I(3)、弹性连接元件II(4)、弹性连接元件III(5)、移动块II(6)、弹性连接元件IV(7)、位移传感器(8)、力学传感器(9)、样品台I(10)、样品(11)、样品台II(12)、致动器连接块(13)、压电致动器I(14)、压电致动器II(15)、压电致动器III(16)、电缆和计算机，xyz为三维空间坐标系，其特征是：外框架(1)、弹性连接元件I(2)、移动块I(3)、弹性连接元件II(4)、弹性连接元件III(5)、移动块II(6)和弹性连接元件IV(7)由若干种金属材料加工成型为一体，弹性连接元件I(2)、移动块I(3)、弹性连接元件II(4)、弹性连接元件III(5)、移动块II(6)和弹性连接元件IV(7)沿x正方向依次排列，弹性连接元件I(2)、弹性连接元件II(4)、弹性连接元件III(5)和弹性连接元件IV(7)均为长条形片状，移动块I(3)是通过弹性连接元件I(2)和弹性连接元件II(4)连接到外框架(1)的，移动块II(6)是通过弹性连接元件III(5)和弹性连接元件IV(7)连接到外框架(1)的，使得移动块I(3)和移动块II(6)能够相对于外框架(1)移动，弹性连接元件I(2)和弹性连接元件II(4)将移动块I(3)的运动限制在x方向，移动块I(3)与弹性连接元件I(2)连接的一端的下侧具有一个凸起部；连接元件III(5)和弹性连接元件IV(7)将移动块II(6)的运动限制在x方向；样品台I(10)和样品台II(12)分别固定于移动块I(3)和移动块II(6)上，样品(11)为长条薄片状，样品(11)的两端分别通过环氧树脂固定于样品台I(10)和样品台II(12)上；致动器连接块(13)位于外框架(1)内的一侧且与外框架(1)无接触，压电致动器I(14)、压电致动器II(15)和压电致动器III(16)均为伸缩方向沿x的长条形压电陶瓷致动器、且均具有起始端和末端，压电致动器I(14)的起始端连接于外框架(1)、末端连接于致动器连接块(13)，压电致动器III(16)的起始端连接于外框架(1)、末端连接于致动器连接块(13)，压电致动器II(15)的起始端连接于移动块I(3)下侧的凸起部、末端连接于致动器连接块(13)；位移传感器(8)位于移动块I(3)与移动块II(6)之间，用于测量移动块I(3)与移动块II(6)之间的相对位移，位移传感器(8)位于样品(11)下方且与样品(11)无接触；力学传感器(9)位于移动块II(6)的x正方向一侧，用于测量移动块II(6)受到的力，位移传感器(8)和力学传感器(9)均通过电缆连接计算机。