一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法制造方法及图纸

技术编号:10428874 阅读:139 留言:0更新日期:2014-09-12 19:42
本发明专利技术公开了一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法,其特征在于:该装置包括三维微动步进电机平台、压电位移管和检测电极,所述的三维微动步进电机平台下方垂直设有压电位移管,所述的检测电极设置在所述的压电位移管下方,所述的检测电机与三维微动步进电机相互平行,所述的检测电极下方设有样品底座。该方法是将检测电极放置到距离接近试样最大形变处,使试样与检测电极形成微小电容。当试样动态形变时,微小电容会产生变化,将高频载波施加在待测试样上,可准确检测电容的变化,即可测量试样产生的应变。将测量的应变信号通过锁相技术进行解耦,可以获得应变信号的振幅与应变落后于参考信号的相角差。本发明专利技术具有结构简单可靠、检测精确的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法,是用于检测材料的缺陷和微观结构。
技术介绍
材料的缺陷(如点缺陷、位错、界面、表面等)和微观结构是影响该材料性能的重要因素,通过测量材料在外界交变作用条件下的响应可以探测该材料的缺陷和微观结构的特性和动力学演化过程。内耗与力学谱是通过对材料施加周期交变应力,测量材料动力学响应(应变),是一种有效的研究材料缺陷和微观结构的实验方法。针对微米尺度材料动态应变快速精确探测较为困难的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法,该装置结构简单可靠、检测精确。本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。一种微米尺度材料应变检测装置,该装置包括三维微动步进电机平台、压电位移管和检测电极,所述的三维微动步进电机平台下方垂直设有压电位移管,所述的检测电极设置在所述的压电位移管下方,在所述的检测电极与三维微动步进电机相互平行,所述的检测电极下方设有样品底座。一种微米尺度材料应变检测方法,该方法是将高频信号发生器生成的高频载波信号加载在振动试样上,当试样振动时会改变流过检测电极的信号的幅度,将该高频信号经解调过滤掉高频载波,并由隔直将扣除信号中的直流成分后,留下的低频信号通过锁相检测出低频信号中有用的信号;以试样的激发信号作为参考振荡信号,将低频振动信号和参考振动信号接入相敏检测器,将获得与两者的相位差相关联的直流信号和倍频信号通过低通滤波将倍频信号过滤掉,得到试样振动信号的强度和相角的直流信号,再经放大器和模数转换后送入计算机;结合参考振荡信相位移动90℃后测量的直流信号,可以解耦出振动信号的强度和振动信号与参考信号相角差,振幅测量精度可达0.1微米,相角精度可到0.01℃。上述的高频载波信号的频率在0.5~40MHz,幅度为0~20V。本专利技术的有益效果是:结构简单可靠,能检测出材料的点缺陷、位错、界面、表面等和微观结构。附图说明图1为本专利技术结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本专利技术。如图1所示,一种微米尺度材料应变检测装置,该装置包括三维微动步进电机平台、压电位移管和检测电极,三维微动步进电机平台下方垂直设有压电位移管,检测电极设置在所述的压电位移管下方,检测电极与三维微动步进电机相互平行,检测电极下方设有样品底座。一种微米尺度材料应变检测方法,该方法是将高频信号发生器生成的高频载波信号加载在振动试样上,当试样振动时会改变流过检测电极的信号的幅度,将该高频信号经解调过滤掉高频载波,并由隔直将扣除信号中的直流成分后,留下的低频信号通过锁相检测出低频信号中有用的信号;以试样的激发信号作为参考振荡信号,将低频振动信号和参考振动信号接入相敏检测器,将获得与两者的相位差相关联的直流信号和倍频信号通过低通滤波将倍频信号过滤掉,得到试样振动信号的强度和相角的直流信号,再经放大器和模数转换后送入计算机;结合参考振荡信相位移动90℃后测量的直流信号,可以解耦出振动信号的强度和振动信号与参考信号相角差,振幅测量精度可达0.1微米,相角精度可到0.01℃。上述的高频载波信号的频率在0.5~40MHz,幅度为0~20V。通过三维微动步进电机平台驱动压电位移管带动检测电极平移,并将检测电极放置到距离接近试样最大形变处,使试样与检测电极形成微小电容。当试样动态形变时,微小电容会产生变化,将高频载波施加在待测试样上,可以准确检测电容的变化,即可测量试样产生的应变。将测量的应变信号通过锁相技术进行解耦,可以获得应变信号的振幅与应变落后于参考信号的相角差。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解,本专利技术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专利技术的原理,在不脱离本专利技术精神和范围的前提下,本专利技术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专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...
一种微米尺度材料应变检测装置及其检测方法

【技术保护点】
一种微米尺度材料应变检测装置,其特征在于:该装置包括三维微动步进电机平台、压电位移管和检测电极,所述的三维微动步进电机平台下方垂直设有压电位移管,所述的检测电极设置在所述的压电位移管下方,在所述的检测电机与三维微动步进电机相互平行,所述的检测电极下方设有样品底座。

【技术特征摘要】
1.一种微米尺度材料应变检测装置,其特征在于:该装置包括三维微动步进电机平台、压电位移管和检测电极,所述的三维微动步进电机平台下方垂直设有压电位移管,所述的检测电极设置在所述的压电位移管下方,在所述的检测电极与三维微动步进电机相互平行,所述的检测电极下方设有样品底座。2.一种利用如权利要求1所述的一种微米尺度材料应变检测装置的检测方法,其特征在于:该方法是将高频信号发生器生成的高频载波信号加载在振动试样上,当试样振动时会改变流过检测电极的信号的幅度,将该高频信号经解调过滤掉高频载波,并由隔直将扣除信号中的直流成分后,留下的低频信号通过锁相检测...

【专利技术属性】
技术研发人员:庄重程帜军郭丽君王先平吴兵方前锋
申请(专利权)人:中国科学院合肥物质科学研究院
类型:发明
国别省市:安徽;34

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1