[發明專利]超磁致伸縮驅動器的靜態性能測試系統

在審

• 申請號: 201510046217.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104678212A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 劉旭輝;張慧;高曉莉;王天明;汪盛炳
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

????本發明涉及一種超磁致伸縮驅動器的測試系統，尤其是一種超磁致伸縮驅動器的靜態性能測試系統。

背景技術

超磁致伸縮材料是一種高效的電-磁-機轉換的新型功能材料,因該材料具有響應快,磁致伸縮應變范圍大,可靠性強,輸出應力大,能量密度高,頻率特性好、頻帶寬等特點，一直受到科技界、工業界尤其是軍事部門的高度關注。基于該材料的器件被廣泛應用于國防、航天航空、軍事、聲吶技術、減震防震、精密定位等領域。超磁致伸縮器件的性能已被證明優于傳統功能材料比如壓電陶瓷，在各個高科技領域具有難以估量的應用前景。

磁致伸縮測量儀器是在磁致伸縮材料出現以后又發展起來的，這些儀器專門用于測量磁致伸縮材料各種特性和應用參數，如測量磁致伸縮與磁場的關系曲線等。隨著磁致伸縮材料的發展，材料的應用參數越來越顯的重要，如動態參數和帶有負載時的參數，在測量方面，越來越朝應用方面發展。如在上世紀80年代早期，英國布萊頓大學已經完成了測量磁致伸縮動態參數的測量系統,可以手動完成磁致伸縮材料的楊氏模量、增量磁導率的測量、棒材頻率阻抗特性的測量等。計算機技術的發展也推動了磁致伸縮測量的發展，由于計算機特別是個人機以及外圍控制與采集技術的發展，用計算機代替人在測量過程中完成控制及檢測己經滲透到磁致伸縮測量領域。磁致伸縮已經發展到應用階段，如今磁致伸縮材料已經批量生產，材料的發展到了工業化階段，人們開始進行磁致伸縮器件的研制，如磁致伸縮聲波換能器,磁致伸縮微位移致動器等,不僅關心樣品的靜態特性，而且關心材料在工作環境下的特性參數。材料的工作環境一般處于帶負載的情況下,并且有時要在動態驅動中工作。

超磁致伸縮驅動器的工作原理為：超磁致伸縮棒處在由驅動線圈提供的磁場中，當改變驅動線圈中的驅動電流時，超磁致伸縮棒所處的磁場發生化，從而發生伸縮變形，推動輸出桿移動，實現位移輸出。通過改變超磁致伸縮驅動器中線圈的電流值來改變線圈所產生的磁場大小，從而達到控制超磁致伸縮驅動器的輸出位移和力的目的。超磁致伸縮驅動器的靜態輸出特性與它的結構尺寸、磁致伸縮棒內部應力狀態、磁致伸縮棒特性參數、激勵電流等直接相關。由于驅動器的工作性能受多個參數的影響,再加上材料本身的性能及磁場的損耗等,要想使驅動器工作狀態最佳,驅動器的測試也是尤為重要的,對驅動器的設計和應用有很重要的意義。為了研究該驅動器的靜態性能，在驅動器工作的基礎上進行靜態測試，同時為保證得到高精度的超磁致伸縮棒的輸出，應采取措施保證輸出桿輸出位移和力的值精準。

超磁致伸縮驅動器不僅結構簡單、位移大、輸出力強，而且機械強度高、過載能力強，易于實現微型化并可采用無線控制。為了更進一步的研究提高超磁致伸縮驅動器的性能，涉及到各種參數的測量，準確可靠的測試結果是提高材料及器件性能的基礎，故搭建相應的測試系統是十分必要的。

發明內容

為進一步研究超磁致伸縮驅動器的性能，本發明提出一種超磁致伸縮驅動器性能測試系統，該系統主要是由測試方式和輸出桿的固定兩方面進行主要設計。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種超磁致伸縮驅動器的靜態性能測試系統，包括超磁致伸縮驅動器及輸出桿、安裝在連接桿上的位移傳感器和力傳感器，所述超磁致伸縮驅動器通過輸出桿與位移傳感器和力傳感器連接，當輸出桿產生位移和力的輸出時，所述位移傳感器和力傳感器產生的電壓變化經放大器放大后傳入采集卡傳輸到采集卡，采集卡將數據傳入計算機，用于快速準確的進行測試和數據的后續處理分析。

所述輸出桿與超磁致伸縮驅動器中用來支撐和引導輸出桿的運動部件之間裝有直線軸承，且直線軸承與輸出桿配合滑動連接，使輸出桿可沿軸向往復直線運動，徑向固定。

本發明與現有技術相比較，具有如下有益效果：

1）本發明的測試方法利用計算機和相關器件，能快速準確的進行測試，同時方便數據的后續處理分析，縮短測試時間，提高測試效率，測試精度高；

2）本發明采用直線軸承進行輸出桿徑向固定和軸向往復直線運動，摩擦阻力小，精度高，便于安裝，運動平穩。

附圖說明

圖1是本發明的超磁致伸縮驅動器性能測試系統圖。

具體實施方式

本發明的一個優選實例結合附圖詳述如下：