本申请公开了一种双向负载集成的压电性能测试装置，包括底座、水平拉伸负载单元、法向压缩负载单元、驱动机构、测试单元以及驱动控制单元；驱动机构用于驱动水平拉伸负载单元的第一丝杆和法向压缩负载单元的传动杆转动；测试单元用于与待拉伸测试器件和待按压测试器件连接；驱动控制单元用于与测试单元、驱动机构、拉应力传感器以及压力传感器连接。本申请通过水平拉伸负载单元能够进行水平拉伸负载测试，通过法向压缩负载单元能够进行竖直法向负载测试，可以实现新型复合压电材料在竖直压缩和水平拉伸方向上的压电性能的综合测试。缩和水平拉伸方向上的压电性能的综合测试。缩和水平拉伸方向上的压电性能的综合测试。
【技术实现步骤摘要】
一种双向负载集成的压电性能测试装置
[0001]本专利技术涉及测试设备领域，具体涉及双向负载集成的压电性能测试装置。
技术介绍
[0002]压电效应是一种机电耦合现象，具有压电效应的材料广泛应用于压电滤波器、驱动器、能量收集器、传感器等电子器件中，涉及工业、军事、医疗等领域。主流的压电器件基于传统无机压电材料，其生物相容性较差，且杨氏模量较大，多运用于工业生产中，很难与可穿戴和植入式的目标所匹配。因而生物材料的压电性能成为目前的科研热点，考虑到柔性高分子压电材料以及生物蛋白材料等作为敏感材料的压电器件，现有的压电性能测试设备仅支持固定方向的竖直法向负载，无法对柔性压电材料进行水平特征的拉伸测试。
技术实现思路
[0003]本专利技术针对上述问题，提出了一种双向负载集成的压电性能测试装置。
[0004]本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]一种双向负载集成的压电性能测试装置，包括底座、水平拉伸负载单元、法向压缩负载单元、驱动机构、测试单元以及驱动控制单元；
[0006]所述水平拉伸负载单元包括：
[0007]第一滑轨，设置在底座上；
[0008]第一丝杆，可转动的设置在底座上，所述第一丝杠与第一滑轨平行设置；
[0009]固定台，固定在底座上；
[0010]第一固定件，与所述固定台配合，用于夹住待拉伸测试器件的第一端；
[0011]移动滑台，滑动安装在所述第一滑轨上，移动滑台具有螺纹孔，所述第一丝杠与移动滑台的螺纹孔啮合，第一丝杠转动时带动所述移动滑台沿第一滑轨的方向水平移动；
[0012]第二固定件，与所述移动滑台配合，用于夹住待拉伸测试器件的第二端；
[0013]拉应力传感器，一端与底座固定，另一端与所述移动滑台固定；以及
[0014]第一法拉第笼，固定在底座上，用于遮盖所述待拉伸测试器件；
[0015]所述法向压缩负载单元包括：
[0016]挡板，固定在底座上；
[0017]压力传感器，固定在所述挡板上，所述压力传感器用于贴设待按压测试器件；
[0018]传动杆，可转动的设置在底座上，
[0019]减速器，设置在底座上，所述传动杆的一端与所述减速器连接；
[0020]电动推杆，固定在底座上，所述电动推杆具有伸缩杆，所述伸缩杆垂直于挡板且与所述压力传感器相对应，测试时所述伸缩杆用于压向压力传感器上的待按压测试器件，所述减速器的输出端与电动推杆连接，传动杆转动时驱动所述电动推杆的伸缩杆做伸缩动作；以及
[0021]第二法拉第笼，固定在底座上，用于遮盖所述压力传感器；
[0022]所述驱动机构用于驱动第一丝杆和传动杆转动；
[0023]所述测试单元用于与待拉伸测试器件和待按压测试器件连接；
[0024]所述驱动控制单元与所述测试单元、驱动机构、拉应力传感器以及压力传感器连接。
[0025]本申请通过水平拉伸负载单元能够进行水平拉伸负载测试，通过法向压缩负载单元能够进行竖直法向负载测试，可以实现新型复合压电材料在竖直压缩和水平拉伸方向上的压电性能的综合测试。
[0026]水平拉伸负载单元的工作原理：通过第一固定件将待拉伸测试器件的第一端限定在固定台上，通过第二固定件将待拉伸测试器件的第二端限定在移动滑台上，驱动机构工作，驱动第一丝杠转动，当移动滑台被驱动做往复运动时，带动拉应力传感器做形变，进而得出位移变化量和力变化曲线的关系。
[0027]法向压缩负载单元的工作原理：驱动机构工作驱动传动杆转动，当电动推杆被驱动做往复运动时，伸缩杆端部将负载施加在压力传感器上，在不断改变电动推位移时，压力传感器接受到的力也随之变化，形成位移
‑
力的变化，同时也间接形成力
‑
压电的变化。
[0028]需要说明的是，待拉伸测试器件和待按压测试器件可以为同一种器件。
[0029]于本专利技术其中一实施例中，所述第一固定件和第二固定件均为磁铁或具有磁铁，所述第一固定件与固定台磁性吸合配合，所述第二固定件与移动滑台磁性吸合配合。
[0030]本申请固定件通过磁性吸合里固定器件，现对于现有的压板螺丝固定而言，避免柔性复合材料及其器件容易在测试过程中遭到不可逆转的破坏，影响后续的测试及应用。
[0031]于本专利技术其中一实施例中，所述第一滑轨为导管，所述移动滑台具有外套在导管上的套管部。
[0032]于本专利技术其中一实施例中，所述固定台具有供第一丝杠穿过的穿过孔，所述固定台用于限制移动滑台一侧的移动位置。
[0033]于本专利技术其中一实施例中，所述第一法拉第笼和第二法拉第笼均为透明法拉第笼。
[0034]于本专利技术其中一实施例中，所述第一固定件、固定台的上端、第二固定件以及移动滑台的上端位于第一法拉第笼内；所述挡板位于第二法拉第笼内，所述伸缩杆的一端穿入所述第二法拉第笼。
[0035]于本专利技术其中一实施例中，所述第一丝杠的一端具有第一齿轮，所述传动杆的一端具有第二齿轮，所述第一丝杠与传动杆平行设置；
[0036]所述驱动机构包括：
[0037]第二滑轨，设置在底座上，所述第二滑轨与第一丝杠垂直设置；
[0038]移动座，滑动设置在所述第二滑轨上，所述移动座上具有螺纹孔；
[0039]驱动电机，固定在所述移动座上，所述驱动电机的输出轴固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮用于与第一齿轮或和第二齿轮啮合；
[0040]第二丝杆，转动设置在底座上，第二丝杠与所述第二滑轨平行设置，所述第二丝杠与移动座的螺纹孔啮合，第二丝杠转动时带动所述移动座沿第二滑轨的方向水平移动；以及
[0041]切换电机，固定在底座上，用于驱动所述第二丝杠转动；
[0042]所述移动座具有第一工作位、第二工作位和第三工作位；
[0043]移动座在第一工作位时，所述驱动电机的驱动齿轮与第一齿轮啮合，不与第二齿轮啮合，即可以单独测试待拉伸测试器件；
[0044]移动座在第二工作位时，所述驱动电机的驱动齿轮同时与第一齿轮和第二齿轮啮合，即可以同时测试待拉伸测试器件和待按压测试器件；
[0045]移动座在第三工作位时，所述驱动电机的驱动齿轮与第二齿轮啮合，不与第一齿轮啮合，可以单独测试待按压测试器件。
[0046]通过切换电机能够改变移动座的位置，从而实现第一工作位、第二工作位和第三工作位的切换，可以根据需要选择不同的操作模式，操作既简便又实用。
[0047]于本专利技术其中一实施例中，所述第二滑轨为防脱槽，所述防脱槽的横截面为三角形、梯形或燕尾形，所述移动座上具有与所述防脱槽相适配的滑块。
[0048]于本专利技术其中一实施例中，所述测试单元包括静电计，所述静电计通过数据采集卡与驱动控制单元连接。
[0049]于本专利技术其中一实施例中，所述驱动控制单元包括驱动器、控制器、电源模块以及控制面板。
[0050]本专利技术的有益效果是：本申请通过水平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双向负载集成的压电性能测试装置，其特征在于，包括底座、水平拉伸负载单元、法向压缩负载单元、驱动机构、测试单元以及驱动控制单元；所述水平拉伸负载单元包括：第一滑轨，设置在底座上；第一丝杆，可转动的设置在底座上，所述第一丝杠与第一滑轨平行设置；固定台，固定在底座上；第一固定件，与所述固定台配合，用于夹住待拉伸测试器件的第一端；移动滑台，滑动安装在所述第一滑轨上，移动滑台具有螺纹孔，所述第一丝杠与移动滑台的螺纹孔啮合，第一丝杠转动时带动所述移动滑台沿第一滑轨的方向水平移动；第二固定件，与所述移动滑台配合，用于夹住待拉伸测试器件的第二端；拉应力传感器，一端与底座固定，另一端与所述移动滑台固定；以及第一法拉第笼，固定在底座上，用于遮盖所述待拉伸测试器件，提供电磁屏蔽；所述法向压缩负载单元包括：挡板，固定在底座上；压力传感器，固定在所述挡板上，所述压力传感器用于贴设待按压测试器件；传动杆，可转动的设置在底座上，减速器，设置在底座上，所述传动杆的一端与所述减速器连接；电动推杆，固定在底座上，所述电动推杆具有伸缩杆，所述伸缩杆垂直于挡板且与所述压力传感器相对应，测试时所述伸缩杆用于压向压力传感器上的待按压测试器件，所述减速器的输出端与电动推杆连接，传动杆转动时驱动所述电动推杆的伸缩杆做伸缩动作；以及第二法拉第笼，固定在底座上，用于遮盖所述压力传感器，提供电磁屏蔽；所述驱动机构用于驱动第一丝杆和传动杆转动；所述测试单元用于与待拉伸测试器件和待按压测试器件连接；所述驱动控制单元与所述测试单元、驱动机构、拉应力传感器以及压力传感器连接。2.如权利要求1所述的双向负载集成的压电性能测试装置，其特征在于，所述第一固定件和第二固定件均为磁铁或具有磁铁，所述第一固定件与固定台磁性吸合配合，所述第二固定件与移动滑台磁性吸合配合。3.如权利要求2所述的双向负载集成的压电性能测试装置，其特征在于，所述第一滑轨为导管，所述移动滑台具有外套在导管上的套管部。4.如权利要求2所述的双向负载集成的压电性能测试装置，其特征在于，所述固定台具...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶凯，吴浩然，姜宏博，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：
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