[实用新型]测量纤维强度的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，具体涉及一种测量纤维强度的装置。

技术背景

纤维或者细丝的弹性模量和强度是其基本的力学性能，在航天航空、电子信息、生物医用材料等领域实际应用中需要考虑其弹性模量和强度问题以达到结构设计的目的。

弹性模量是反映材料抵抗外界作用力而引起变形的能力，是材料的基本力学性能之一。对于常规固体材料，目前常用的测量方法有应力应变法、弯曲法、声共振法和超声波法等。应力-应变法通常需要在纤维上安装应变片，然后对纤维施加一定的载荷，通过获得的应力-应变曲线计算出材料的弹性模量。弯曲法是通过测量试样在一定载荷作用下的弯曲挠度和纤维尺寸计算材料的弹性模量。声共振法都是利用声波在材料中传播的阻尼特性而计算得到弹性模量。超声波法可由纤维密度，超声波在纤维中的传播速度及纤维泊松比计算出弹性模量。

强度是材料在断裂失效过程中的最大应力，在断裂力学中具有举足轻重的作用，对于常规材料，测量其强度的方法有拉伸法、三点和四点弯曲法。拉伸法是以一定的载荷速率对纤维施加拉伸载荷之至纤维断裂，根据断裂时的临界载荷和纤维截面积等计算出材料的拉伸强度。弯曲法利用特定的三点弯曲和四点弯曲夹具对纤维施加一个弯曲载荷直至纤维断裂，根据断裂时的临界载荷和纤维及夹具的尺寸计算出材料的弯曲强度。

传统的测量仪器采用拉伸法，是传感器在上，动夹具做向下拉伸。测伸长的方式是记录传动丝杆带动夹头移动多少作为判断所测材料伸长的值。由于传动丝杆是有间隙的，测量本身无法消除丝杆的间隙误差。另外，测量力的传感器本身的弹性形变也会为测量带来误差。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种具有高测量精度的测量纤维强度的装置。

为达上述目的，提供了如下的技术方案：

一种测量纤维强度的装置，包括显示单元、机架、上夹具、下夹具、传动丝杆、移动梁和力传感器；所述上夹具固定在所述机架的顶部；所述下夹具设在所述上夹具的垂直下方；所述下夹具与所述力传感器固定相连；所述移动梁安装在所述传动丝杆上；所述力传感器与所述移动梁固定相连；还包括变压器式位移传感器和金属块；所述金属块通过金属丝与所述力传感器相连，并悬挂在所述变压器式位移传感器内部。

作为一个优选方案，所述显示单元包括计算机，所述计算机与所述变压器式位移传感器相连。

作为另一个优选方案，所述移动梁通过螺丝固定安装在所述传动丝杆上。

作为另一个优选方案，所述力传感器通过螺丝与所述移动梁固定相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：采用螺线管差动变压器式位移传感器，连接到设在所述移动梁上的所述力传感器上，直接反映被测材料在受力拉伸的过程中真实的位移。确保在整个测量过程中，现有技术中测量位移用的传感器的弹性形变及所述传动丝杆的间隙可以不考虑，从而减少误差，达到测量更精确的目的。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型：

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的技术手段、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

本实用新型的一个实施例为：

一种测量纤维强度的装置，包括计算机1、机架2、上夹具3、下夹具4、传动丝杆5、移动梁6和力传感器7；上夹具3固定在机架2的顶部；下夹具4设在上夹具3的垂直下方；下夹具4与力传感器7固定相连；移动梁6通过螺丝安装在传动丝杆5上；力传感器7与移动梁6通过螺丝固定相连；还包括变压器式位移传感器8和金属块9；金属块9通过金属丝10与力传感器7相连，并悬挂在变压器式位移传感器8内部。计算机1与变压器式位移传感器8相连。

测量时，将试样11的两端分别夹紧在上夹具3和下夹具4中，然后启动机器，移动梁6随着传动丝杆5向下移动，力传感器7随着移动梁6也向下移动，下夹具4也随着力传感器7向下移动，拉扯试样11。金属块9也向下移动，引起变压器式位移传感器8内部的磁场变化。当试样11拉断时，力传感器7能够感应到。此时，通过变压器式位移传感器8的磁场变化，测量出位移的距离，并通过计算机1进行计算和显示结果。

采用螺线管差动变压器式位移传感器，连接到设在移动梁6上的力传感器7上，直接反映力传感器7的真实位移。确保在整个测量过程中，没有测量位移用的传感器自身的弹性形变及传动丝5的间隙，从而减少误差，达到测量更精确的目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中仅用于说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于本实用新型范围。实用新型要求保护的范围由附录的权利要求书及其等同物界定。