[實用新型]測量纖維強度的裝置

有效

• 申請號: 201320697606.6
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN203572720U
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 張海峰
• 申請（專利權）人: 上海旭賽儀器有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 北京聯瑞聯豐知識產權代理事務所(普通合伙) 11411
• 代理人: 曾少麗

技術領域

本實用新型涉及一種測量裝置，具體涉及一種測量纖維強度的裝置。

技術背景

纖維或者細絲的彈性模量和強度是其基本的力學性能，在航天航空、電子信息、生物醫用材料等領域實際應用中需要考慮其彈性模量和強度問題以達到結構設計的目的。

彈性模量是反映材料抵抗外界作用力而引起變形的能力，是材料的基本力學性能之一。對于常規固體材料，目前常用的測量方法有應力應變法、彎曲法、聲共振法和超聲波法等。應力-應變法通常需要在纖維上安裝應變片，然后對纖維施加一定的載荷，通過獲得的應力-應變曲線計算出材料的彈性模量。彎曲法是通過測量試樣在一定載荷作用下的彎曲撓度和纖維尺寸計算材料的彈性模量。聲共振法都是利用聲波在材料中傳播的阻尼特性而計算得到彈性模量。超聲波法可由纖維密度，超聲波在纖維中的傳播速度及纖維泊松比計算出彈性模量。

強度是材料在斷裂失效過程中的最大應力，在斷裂力學中具有舉足輕重的作用，對于常規材料，測量其強度的方法有拉伸法、三點和四點彎曲法。拉伸法是以一定的載荷速率對纖維施加拉伸載荷之至纖維斷裂，根據斷裂時的臨界載荷和纖維截面積等計算出材料的拉伸強度。彎曲法利用特定的三點彎曲和四點彎曲夾具對纖維施加一個彎曲載荷直至纖維斷裂，根據斷裂時的臨界載荷和纖維及夾具的尺寸計算出材料的彎曲強度。

傳統的測量儀器采用拉伸法，是傳感器在上，動夾具做向下拉伸。測伸長的方式是記錄傳動絲桿帶動夾頭移動多少作為判斷所測材料伸長的值。由于傳動絲桿是有間隙的，測量本身無法消除絲桿的間隙誤差。另外，測量力的傳感器本身的彈性形變也會為測量帶來誤差。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種具有高測量精度的測量纖維強度的裝置。

為達上述目的，提供了如下的技術方案：

一種測量纖維強度的裝置，包括顯示單元、機架、上夾具、下夾具、傳動絲桿、移動梁和力傳感器；所述上夾具固定在所述機架的頂部；所述下夾具設在所述上夾具的垂直下方；所述下夾具與所述力傳感器固定相連；所述移動梁安裝在所述傳動絲桿上；所述力傳感器與所述移動梁固定相連；還包括變壓器式位移傳感器和金屬塊；所述金屬塊通過金屬絲與所述力傳感器相連，并懸掛在所述變壓器式位移傳感器內部。

作為一個優選方案，所述顯示單元包括計算機，所述計算機與所述變壓器式位移傳感器相連。

作為另一個優選方案，所述移動梁通過螺絲固定安裝在所述傳動絲桿上。

作為另一個優選方案，所述力傳感器通過螺絲與所述移動梁固定相連。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：采用螺線管差動變壓器式位移傳感器，連接到設在所述移動梁上的所述力傳感器上，直接反映被測材料在受力拉伸的過程中真實的位移。確保在整個測量過程中，現有技術中測量位移用的傳感器的彈性形變及所述傳動絲桿的間隙可以不考慮，從而減少誤差，達到測量更精確的目的。

附圖說明

以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本實用新型：

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的技術手段、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

本實用新型的一個實施例為：

一種測量纖維強度的裝置，包括計算機1、機架2、上夾具3、下夾具4、傳動絲桿5、移動梁6和力傳感器7；上夾具3固定在機架2的頂部；下夾具4設在上夾具3的垂直下方；下夾具4與力傳感器7固定相連；移動梁6通過螺絲安裝在傳動絲桿5上；力傳感器7與移動梁6通過螺絲固定相連；還包括變壓器式位移傳感器8和金屬塊9；金屬塊9通過金屬絲10與力傳感器7相連，并懸掛在變壓器式位移傳感器8內部。計算機1與變壓器式位移傳感器8相連。

測量時，將試樣11的兩端分別夾緊在上夾具3和下夾具4中，然后啟動機器，移動梁6隨著傳動絲桿5向下移動，力傳感器7隨著移動梁6也向下移動，下夾具4也隨著力傳感器7向下移動，拉扯試樣11。金屬塊9也向下移動，引起變壓器式位移傳感器8內部的磁場變化。當試樣11拉斷時，力傳感器7能夠感應到。此時，通過變壓器式位移傳感器8的磁場變化，測量出位移的距離，并通過計算機1進行計算和顯示結果。

采用螺線管差動變壓器式位移傳感器，連接到設在移動梁6上的力傳感器7上，直接反映力傳感器7的真實位移。確保在整個測量過程中，沒有測量位移用的傳感器自身的彈性形變及傳動絲5的間隙，從而減少誤差，達到測量更精確的目的。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中僅用于說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都屬于本實用新型范圍。實用新型要求保護的范圍由附錄的權利要求書及其等同物界定。