一种丝状材料的物理综合特性测试装置的制作方法

本发明涉及物理综合特性测试技术领域，特别涉及一种丝状材料的物理综合特性测试装置。

背景技术：

丝状材料在现代科技、工业、生产生活中的有很多应用，如微型牵引机构动作，特定形状的固定，机构的触发等等；特别是随着新材料的不断开发出来，丝状材料的应用就更加广泛了。比如形状记忆合金丝材料，因为它的形状记忆特性，能大范围变形，又能在一定外界条件下回复初始状态等突出优点，所以在各个领域都得到了应用。但在应用的丝状新材料时，同时必须对它的其他各种特性必须做充分的掌握才能进一步进行控制。比如说丝材的应力应变特性，电阻特性，温度特性等等，以及材料在工作的时候表现出现出来多个特性之间的关联变化，因此需要能实时记录这些特性变化的综合特性装置。目前现有的设备大都是各自独立的特性测试设备，比如测试应力应变特性的拉伸仪，一般都是较大的力值，均未涉及到小力值精确到克的仪器，更未涉及同时测量温度特性，电阻特性。再如现有电阻温度特性的设备未涉及同步测量应力应变的测试。一种丝状材料的物理综合特性测试装置能同步测量丝状材料的应力应变、电阻、温度特性能更好地发掘新材料的多种特性，以及多个特性彼此的相关性，为更好的控制应用材料找到理论及实践的依据，因此，我们提出一种丝状材料的物理综合特性测试装置。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种丝状材料的物理综合特性测试装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种丝状材料的物理综合特性测试装置，包括进行位置控制的位置控制电机以及产生脉冲信号位置控制电机的微控制器，同时包括测试过程中的被测细丝材料与电机运动部件，还包括能测试被测细丝材料受力情况的测力传感器和测力传感器链接丝材的绝缘夹具，还包括主动控制被测细丝材料温度的可编程直流恒流电源及测试被测细丝材料电阻的测试系统，最后包括测试参数设置、数据保存的计算机控制系统、对丝材环境温度进行加热、制冷控制的温控系统和机械安装结构，所述加热体的内部腔体放置有被测细丝材料，所述位置控制电机的滑块位置处与被测细丝材料之间均设置有绝缘块，所述加热体的两端均安装有电极，且被测细丝材料通过电极连接有可编程直流恒流电源，所述加热体由控制柜的内部安装有温控系统控制，基板上装有测力传感器，且测力传感器连接有绝缘块，所述绝缘块连接被测细丝材料，所述微控制器与位置控制电机之间设置有位置控制系统，所述计算机的底端安装有底板机构。

优选的，所述位置控制电机可以为步进电机控制器与伺服单机、直线电机中的一种，且位置控制电机带动丝杠结构或者导轨滑块，控制丝材的受力。

优选的，所述被测细丝材料通过电极与可编程直流恒流电源电性连接，所述电极的安装在丝材夹具上。

优选的，所述加热体的内部贯穿有丝材加热腔，所述被测细丝材料位于放置腔的内部。

优选的，所述测力传感器的形状为s型或者称重电阻应变片传感器，且测力传感器的信号放大电路输出为电压信号0-5v，传感器根据需要可选，最大受力为3000g。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

该丝状材料的物理综合特性测试装置，一方面，能够同时测量丝材的应力应变特性，电阻特性，温度特性等,融合多种测试于一体，并且能够清晰的表明材料在工作的时候表现出现出来多个特性之间的关联变化，实时测量数据，这样分析数据相关性非常有利，另一方面，能够通过温控系统配合实现对被测实验的环境温度场的控制，了解环境温度对丝材的影响，也能起到防止外界的气流等因素对测量过程的影响，比较实用，整个机构结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。

附图说明

图1为本发明一种丝状材料的物理综合特性测试装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种丝状材料的物理综合特性测试装置中位置控制电机的示意图；

图3为本发明一种丝状材料的物理综合特性测试装置中加热体的示意图；

图4为本发明一种丝状材料的物理综合特性测试装置中测力传感器的示意图；

图5为本发明一种丝状材料的物理综合特性测试装置中的电路图。

图中：1、位置控制电机；2、绝缘块；3、电极；4、被测细丝材料；5、加热体；6、可编程直流恒流电源；7、温控系统；8、测力传感器；9、位置控制系统；10、微控制器；11、计算机；12、底板机构。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-5所示，一种丝状材料的物理综合特性测试装置，包括进行位置控制的位置控制电机1以及产生脉冲信号位置控制电机1的微控制器10，同时包括测试过程中的被测细丝材料4与电机运动部件，还包括能测试被测细丝材料4受力情况的测力传感器8和测力传感器8链接丝材的绝缘夹具，还包括主动控制被测细丝材料4温度的可编程直流恒流电源6及测试被测细丝材料4电阻的测试系统，最后包括测试参数设置、数据保存的计算机控制系统、对丝材环境温度进行加热、制冷控制的温控系统7和机械安装结构，加热体5的内部腔体放置有被测细丝材料4，位置控制电机1的滑块位置处与被测细丝材料4之间均设置有绝缘块2，加热体5的两端均安装有电极3，且被测细丝材料4通过电极3连接有可编程直流恒流电源6，加热体5由控制柜的内部安装有温控系统7控制，基板上装有测力传感器8，且测力传感器8连接有绝缘块2，绝缘块2连接被测细丝材料4，微控制器10与位置控制电机1之间设置有位置控制系统9，计算机11的底端固定安装有底板机构12。

位置控制电机1可以为步进电机控制器与伺服单机、直线电机中的一种，且位置控制电机1带动丝杠结构或者导轨滑块，控制丝材的受力。

被测细丝材料4通过电极3与可编程直流恒流电源6电性连接，电极3的安装在丝材夹具上，夹具能够对被测细丝材料4进行固定，防止其在检测的过程发生移动，影响检测数据。

加热体5的内部贯穿有丝材加热腔，被测细丝材料4位于放置腔的内部。

测力传感器的形状为s型或者称重电阻应变片传感器，且测力传感器的信号放大电路输出为电压信号0-5v，传感器根据需要可选，最大受力为3000g。

需要说明的是，本发明为一种丝状材料的物理综合特性测试装置，在使用时，首先，将被测细丝材料4夹持在电极3一端的丝材夹具处进行固定，并且，使得整个被测细丝材料4位于加热体5内部的放置腔内，与此同时，通过安装在底板机构12上端的计算机11，通过人机信息交互的作用使得使用者通过计算机11输入命令，将信号发送至微控制器10，微控制器10为stm32f103与msp430f168中的一种，微控制器10给位置控制系统9发射一定频率的脉冲信号，使其将信号传导进位置控制电机1的内部，最终使得位于位置控制电机1内部的丝杠在导轨上进行位置移动，并拉动其一端的型号为mik-lcs1的测力传感器8，实现被测细丝材料4的检测过程，在此过程中，使用者能够通过调节温控系统7实现加热体5内部温度的改变，另一方面，可编程直流恒流电源6能产生可编程的任意电流波形的恒流值送入被测试样，作为测电阻的信号源，同时也能作为被测细丝材料4的加热源，较为实用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。