CN101514946A - 形状记忆合金弹簧时间特性测试系统 - Google Patents

Abstract

一种形状记忆合金弹簧时间特性测试系统包括机械装置、控制、供能和信号指示四个部分，机械装置包含测试件和回复件，二者相对连接于机械联动杆上，机械联动杆顶部上下位分别是控制部分的上下位控制开关，两开关分别和上下位控制电源串联，并分别和第一锁存继电器和第二锁存继电器构成控制回路，通过这两个继电器控制信号指示和供能部分同步工作，实现时间特性的测试。本发明构造精简，所用器件易寻找和购买，且价格低廉，拼装拆卸方便，能测试多种情况下形状记忆合金弹簧的工作速度。

Description

形状记忆合金弹簧时间特性测试系统

技术领域

本发明涉及一种用于测试形状记忆合金弹簧响应及作用时间性能的装置系统。

背景技术

早在20世纪50年代初期，美国伊利诺斯大学专家在试验中偶然发现金镉合金具有记忆形状的功能，继而又发现锢铊合金也有类似的记忆效应，但因其造价昂贵而未引起重视。直到1963年，美国海军武器研究所在研究镍钛合金性能时偶然发现该合金具有明显的形状记忆效应，同时还具有许多其他金属所不具备的独特优点，如优良的超弹性、耐腐蚀性等，从而引起了人们的重视并开始对其进行研究。

这类合金(如TiNi、Cu-Zn-Al合金等)就是形状记忆合金(Shape Memory Alloy，缩写为SMA)，具体特征是能够记忆高温相状态下的形状——不管在低温状态下如何变形，达到一定温度就恢复到在高温相状态下的形状。目前在很多工程领域皆有应用。

形状记忆合金在应用中有多种的形式，比如SMA丝、杆状SMA，SMA弹簧、以及制作成各种特殊结构形式的SMA元件，包括SMA花瓣，SMA薄膜等。在实际应用中，应用形式最为广泛的是SMA螺旋弹簧(以下简称形状记忆合金弹簧或SMA弹簧)。据不完全统计，实际的SMA产品中约80％采用螺旋弹簧形式。这是因为：首先，螺旋弹簧状的SMA对获得较大的动作行程很有意义；其次，SMA弹簧还具有形式简单，质量轻巧，加工方便、性能可靠以及易于利用等诸多优点。因此，这种形式的形状记忆合金已经其在多种领域中，诸如医疗卫生、军事、航空、工业生产、家用电器等，获得了相当广泛的应用。

具体工程设计中，通常需要利用SMA弹簧实现往复运动的功能，此时就需要采用双程元件形式的SMA弹簧。所谓双程是指，当SMA恢复高温相态形状之后，降温后还能够回到低温相态时的形状。双程元件中形式最为简单的是双程形状记忆合金，它能够不依靠外力自己回到低温相状态。另外，可以使单程SMA弹簧通过偏置元件的辅助作用实现双程作用功能。按照所用偏置元件的不同又可将这样的双程元件分为两类，偏动式双程元件和差动式双程元件。当采用偏动弹簧、重物及其他一些非SMA元件提供偏动力时，该双程元件为偏动式的；当将偏动弹簧置换为一个单程SMA元件时，则变为差动式双程元件。

SMA弹簧的动作响应时间(指SMA弹簧完成从低温相到高温相相变的过程时间)及工作作用时间(包括响应时间以及SMA弹簧完成收缩或扩张动作整个过程所用时间)依据不同的材料性质和驱动方式(包括不同驱动电压的电驱动，水液加热驱动，辐射驱动，蒸汽驱动等)以及应用环境(包括各种水液环境、不同流速的气体环境等)而有所差异。某些应用中，需要比较精确地了解其具体的作用时间，以判断是否符合此种设计要求。在目前对SMA弹簧响应及作用时间的实验研究中，典型如以下两种装置：(1)如文献[1]2.4.4.3节所述，将一只SMA弹簧和一只偏置弹簧分别套入装有滑块的轴的两端内并与滑块相连，并固定在一台支座上，利用滑块下的指针和支座侧面的标尺指示双程元件的位移量，并通过纪录时间，判断其响应速度；(2)如文献[2]3.4节所述，装置由两个刚性圆板、两个刚性直板和一个铰组成。两个刚性直板分别固定在两端的刚性圆板的圆心处，中间由铰连接。在两个刚性圆板上分别对称地安装圆环用来对称悬挂弹簧。其中的一个圆板被固定在基座上。此实验装置通过从旋转的铰引出接头并和角位移传感器连接实现响应速度的传感判断。上述两个实验装置：前者虽然能较为精确地获得位移量，但对于具体作用时间的判断仍然较为模糊；后者通过角位移传感器来判断，虽然位移量和作用时间都能较为精确确定，但数据获取设备系统却稍嫌复杂，需要A/D转换卡等专门的集成电路元件。因此，有必要设计一种既能较为精确地确定SMA弹簧响应作用时间，又能进行简单便捷搭建的实验装置系统以满足SMA弹簧测试的需要。

文献[1]：王平团.基于SMA的多关节摆动式驱动器的研究：[硕士学位论文].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2007.

文献[2]：王宏.用于仿生推进的SMA驱动器研究：[博士学位论文].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2007.

发明内容

本发明的目的在于提供一种形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，可以简单快捷的搭建测试系统，且可精确的测定形状记忆合金弹簧的响应及作用时间。

为达到以上目的，本发明所采用的解决方案是：

一种形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其包括机械装置部分、控制部分、供能部分、信号指示部分，供能部分对安装于机械装置部分的形状记忆合金弹簧供能，使机械装置部分运作触动控制部分，控制部分控制信号指示部分显示弹簧不同的状态变化以测试其时间特性。

进一步，所述的机械装置部分包括测试架、测试件、回复件、机械联动杆，测试架上有上固定支板，机械联动杆穿过其上的通孔，顶部杆头朝向上位控制开关，机械联动杆上有机械联动杆横支杆，机械联动杆横支杆正下方对着安装在上固定支板上板面上的下位控制开关，测试件和回复件与机械联动杆联动；所述的控制部分包括控制回路开启开关、上位控制电源、下位控制电源、上位控制开关、下位控制开关、保护电阻、第一锁存继电器、第二锁存继电器，上位控制开关和上位控制电源串联，且保护电阻、下位控制电源、下位控制开关和控制回路开启开关依次串联，下位控制电源正极(负极)与保护电阻一端相连，保护电阻另一端与上位控制开关的一端并接相连后与第一锁存继电器及第二锁存继电器的一侧控制端连接，上位控制开关另一端连于上位控制电源负极(正极)，上位控制电源正极(负极)与控制回路开启开关另一端并接相连后与第一锁存继电器及第二锁存继电器的另一侧控制端连接，使第一锁存继电器及第二锁存继电器形成并联关系；所述的信号指示部分包括信号指示回路开启开关、指示信号控制源、第一指示信号、第二指示信号，第一锁存继电器的左右两个控制支路端分别和第一指示信号和第二指示信号各自的一端连接，其公共端和信号指示回路开启开关与信号控制源串联后电极的一端连接，信号指示回路开启开关与信号控制源串联后电极的另一端和第一指示信号和第二指示信号并联的一端连接；所述的供能部分包括形状记忆合金控制源、供能接通开关、限流电阻，第二锁存继电器的公共控制端连接在形状记忆合金控制源的一端，形状记忆合金控制源通过第二锁存继电器的右侧控制支路与限流电阻、供能接通开关以及测试件依次串联组成供能回路，第二锁存继电器的左侧控制支路悬空。

所述的测试件为单程拉力形状记忆合金弹簧。

所述的回复件为偏动拉力弹簧。

所述的测试件上端固定于测试架上固定支板下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板上的通孔圆心，下端和机械联动杆下端相固定；所述的回复件一端固定在测试架底座上另一端与机械联动杆下端相关联，关联方式为钩挂形式。

所述的回复件为单程形状记忆合金拉力弹簧。

所述的测试件上端固定于测试架上固定支板下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板上的通孔圆心，下端和机械联动杆下端相固定；所述的回复件一端固定在测试架底座上另一端与机械联动杆下端相关联，关联方式为钩挂形式；且所述的第二锁存继电器的左侧控制支路和回复件的形状记忆合金弹簧以及限流电阻、供能接通开关串联成回路。

所述的控制部分和信号指示部分还包括第一单稳态继电器、第二单稳态继电器、第三指示信号和第四指示信号，其中第一单稳态继电器和第二单稳态继电器)的公共控制端分别与信号控制源、第一指示信号、第二指示信号并接后串联至限流电阻的远离形状记忆控制源端，回复件和测试件远离第二锁存继电器端分别串接第一单稳态继电器和第二单稳态继电器的常闭触点开关构成回路，其常开触点开关两极则分别与第一指示信号和第二指示信号的电极位两端连接；第三指示信号和第四指示信号分别串接于第一锁存继电器与第一单稳态继电器之间和第一锁存继电器与第二单稳态继电器之间。

所述的测试件为单程压力形状记忆合金弹簧。

所述的回复件为偏动压力弹簧以及位于测试架下固定支板上的导向孔。

所述的测试件套入机械联动杆下端杆体中，机械联动杆下端穿过测试架下固定支板上的导向孔，并使测试件下端和测试架下固定支板上的导向孔四周板面相抵靠；所述的回复件的偏动压力弹簧套入机械联动杆上方杆体，且上端和测试架上固定支板上的通孔四周板面相抵靠，下端和测试件上端分别抵靠在固定于机械联动杆上的金属支杆上方和下方。

所述的回复件为单程形状记忆合金压力弹簧以及位于测试架下固定支板上的导向孔。

所述的测试件套入机械联动杆下端杆体中，机械联动杆下端穿过测试架下固定支板上的导向孔，并使测试件下端和测试架下固定支板上的导向孔四周板面相抵靠；所述的回复件的偏动压力弹簧套入机械联动杆上方杆体，且上端和测试架上固定支板上的通孔四周板面相抵靠，下端和测试件上端分别抵靠在固定于机械联动杆上的金属支杆上方和下方；且所述的第二锁存继电器的左侧控制支路和回复件的形状记忆合金弹簧以及限流电阻、供能接通开关串联成回路。

所述的控制部分和信号指示部分还包括第一单稳态继电器、第二单稳态继电器、第三指示信号和第四指示信号，其中第一单稳态继电器和第二单稳态继电器的公共控制端分别与信号控制源、第一指示信号、第二指示信号并接后串联至限流电阻的远离形状记忆控制源端，回复件和测试件远离第二锁存继电器端分别串接第一单稳态继电器和第二单稳态继电器的常闭触点开关构成回路，其常开触点开关两极则分别与第一指示信号和第二指示信号的电极位两端连接；第三指示信号和第四指示信号分别串接于第一锁存继电器与第一单稳态继电器之间和第一锁存继电器与第二单稳态继电器之间。

所述的测试件为双程形状记忆合金弹簧。

所述的回复件为位于测试架下固定支板上的导向孔。

所述的测试件上端固定于测试架上固定支板下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板上的通孔圆心，下端和机械联动杆下端相固定，机械联动杆和测试件下端连接后，其杆体继续向下方延伸，并穿过测试架下固定支板上的导向孔。

所述的供能部分还串接有功率MOS管，其漏极接电源正极，源极接测试件，栅极外接控制信号。

所述的控制信号为PWM脉冲信号。

其置入水液环境中进行测试，水液浸没机械装置部分的上固定支板的下板面。

所述的水液环境为中性或偏碱性液体环境。

其置入水液环境中通过加热水液改变环境温度间接控制测试件回复件进行测试，所述的供能部分与电加热元件相连，电加热元件置于水液环境中对其加热。

所述的水液环境为中性或偏碱性液体环境。

所述的第一指示信号、第二指示信号为发光元件，其置于封闭的盒体内，盒上开有可插入摄像头的镜头的孔，摄像头记录指示信号的发光状态传送给计算机处理计算。

所述的第一指示信号、第二指示信号为三极管，其集电极外接电平+VCC，发射极则外接至单片机的I/O输入端，单片机读取I/O输入端的电平信号。

所述的第一指示信号、第二指示信号、第三指示信号、第四指示信号为发光元件，其置于封闭的盒体内，盒上开有可插入摄像头的镜头的孔，摄像头记录指示信号的发光状态传送给计算机处理计算。

所述的第一指示信号、第二指示信号、第三指示信号、第四指示信号为三极管，其集电极外接电平+VCC，发射极则外接至单片机的I/O输入端，单片机读取I/O输入端的电平信号。

所述的第一锁存继电器和第二锁存继电器为单线圈锁存继电器。

由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：本发明构造简单精巧，所用器件易于寻找和购买且价格低廉，能够测试多种不同情况下的形状记忆合金弹簧作用时间，并且可以很方便实现拼装和拆卸。

附图说明

图1为本发明的系统基本组成部分和基本原理示意简图。

图2为本发明一种实施方式的系统整体结构形式示意图，其中测试件为单程拉力形状记忆合金弹簧，回复件为偏动拉力弹簧，测试内容为单程拉力形状记忆合金弹簧在偏动力作用下的动作时间。

图3为图2所示系统的机械装置部分具体外观结构形式示意图。

图4为当测试件为单程压力形状记忆合金弹簧且回复件为偏动压力弹簧以及导向孔时，测试偏动作用过程的系统整体构造形式示意图。

图5为图4所示系统的机械装置部分具体外观结构形式示意图。

图6为图2和图4中所示系统工作时电路部分简化原理示意图。

图7为当测试件为单程拉力形状记忆合金弹簧且回复件同为单程拉力形状记忆合金弹簧时，测试差动作用过程的系统整体结构形式示意图。

图8为当测试件为单程压力形状记忆合金弹簧且回复件包括同为单程压力弹簧的形状记忆合金以及导位孔时，测试差动作用过程的系统整体结构形式示意图。

图9为图7和图8中所示系统工作时简单模式下电路部分简化原理示意图。

图10为图7和图8中所示系统工作时可靠模式下完整电路原理图。

图11为图10所示系统的电路原理图的简化示意模型图。

图12为当测试件为双程形状记忆合金弹簧且回复件为导向孔，测试系统整体结构形式示意图。

图13为图12所示系统的机械装置部分具体外观结构形式示意图。

图14为当控制形状记忆合金的方式为PWM脉冲信号控制或其它某种形式的脉冲控制时，测试系统整体结构形式示意图。

图15为图14所示系统的测试系统工作时电路部分简化原理示意图。

图16为当形状记忆合金工作的外部环境为水液环境时，测试系统整体结构形式示意图。

图17为图16所示系统的机械装置部分在装有水液的容器中放置方式以及具体外观结构形式示意图，

图18为当对测试件的加热方式为水液加热时，测试系统整体结构形式示意图。

图19为图18所示系统工作时简化的电路工作原理示意图。

图20为通过利用摄像头拍摄指示信号灯亮灭来观察和确定测试件作用时间的测试方法形式示意图。

图21为通过输出信号给单片机来计算并显示测试件具体作用时间的测试系统整体结构形式示意图。

图22为图21所示系统工作时简化的电路工作原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的测试系统分为机械装置部分、控制部分、供能部分和信号指示部分，后三者可统称为电路系统部分。机械装置部分中的机械联动杆1-4可触发其上所正对的控制部分中的上位控制开关2-4、而机械联动杆横支杆1-5下方则正对控制部分中的下位控制开关2-5；机械装置部分中的形状记忆合金弹簧测试件1-2和供能部分的形状记忆合金控制源4-1、供能接通开关4-2、限流电阻4-3以及控制部分中第二锁存继电器2-8的公共端和其中一个控制支路端形成串联回路；在这条串联电路中，供能部分中的形状记忆合金控制源4-1的一端连接控制部分中第二锁存继电器2-8的公共端，而形状记忆合金弹簧测试件1-2的两端则分别连接第二锁存继电器2-8的一个控制支路端和供能部分中由供能接通开关4-2、限流电阻4-3串联形成的一个接头端；信号指示部分中，第一指示信号3-3、第二指示信号3-4分别连接控制部分中第一锁存继电器2-7的两个控制支路，而信号指示回路开启开关3-1与信号控制源3-2串联后电极的一端则和第一锁存继电器2-7的公共端电极位相连。

本系统具体包括测试架1-1、测试件(形状记忆合金弹簧)1-2、回复件(偏动弹簧或导向孔或两者的组合)1-3、机械联动杆1-4、控制回路开启开关2-1、上位控制电源2-2、下位控制电源2-3、上位控制开关2-4、下位控制开关2-5、保护电阻2-6、第一锁存继电器2-7、第二锁存继电器2-8、信号指示回路开启开关3-1、指示信号控制源3-2、第一指示信号3-3、第二指示信号3-4、形状记忆合金控制源4-1、供能接通开关4-2、限流电阻4-3。

机械装置部分中，依据测试内容不同，其测试件和回复件的形式，二者的固定及关联方式共有五种：

(1)当测试内容为单程拉力形状记忆合金弹簧的偏动力作用时间时：测试件1-2为单程拉力形状记忆合金弹簧，上端固定于测试架上固定支板1-6下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板1-6上的通孔圆心，下端和机械联动杆1-4下端相固定；回复件1-3为偏动拉力弹簧，其一端固定在测试架1-1底座上另一端与机械联动杆1-4下端相关联，关联方式为钩挂形式；

(2)当测试内容为单程压力形状记忆合金弹簧的偏动力作用时间时：测试件1-2为单程压力形状记忆合金弹簧，并套入机械联动杆1-4下端杆体中，机械联动杆1-4下端穿过测试架下固定支板1-7上的导向孔，并使测试件1-2形状记忆合金弹簧下端和测试架下固定支板1-7上的导向孔四周板面相抵靠；回复件1-3为偏动压力弹簧以及位于测试架下固定支板1-7上的导向孔，其中偏动压力弹簧套入机械联动杆1-4上方杆体，且上端和测试架上固定支板1-6上的通孔四周板面相抵靠，下端和测试件1-2形状记忆合金弹簧的上端分别抵靠在固定于机械联动杆1-4上的金属支杆上方和下方；

(3)当测试内容为单程拉力形状记忆合金弹簧的差动力作用时间时：测试件1-2为单程拉力形状记忆合金弹簧，回复件1-3同为单程形状记忆合金拉力弹簧，二者固定方式以及关联方式与测试情况(1)所述情况相似，只需将偏动拉力弹簧变为单程形状记忆合金拉力弹簧。

(4)当测试内容为单程压力形状记忆合金弹簧的差动力作用时间时：测试件1-2为单程压力形状记忆合金弹簧，回复件1-3包括同为单程压力弹簧的形状记忆合金以及位于测试架下固定支板1-7上的导向孔，固定及关联方式与测试情况(2)所述情况相似，只需将偏动压力弹簧变为单程形状记忆合金压力弹簧。

(5)当测试内容为双程形状记忆合金弹簧恢复形状与冷却变形的作用时间时：测试件1-2为双程形状记忆合金弹簧，回复件1-3为位于测试架下固定支板1-7上的导向孔，其中测试件1-2固定方式与测试情况(1)所述测试件固定方式相同，且机械联动杆1-4在和测试件1-2形状记忆合金弹簧下端连接后，其圆柱形杆体将继续向下方延伸，并穿过测试架下固定支板1-7上的导向孔——此即为本测试情况所述机械联动杆1-4与回复件1-3的关联方式。

测试架上固定支板1-6上开有通孔，机械联动杆1-4的上端通过这个通孔向测试架上固定支板1-6的上方延伸，机械联动杆1-4在位于测试架上固定支板1-6的上板面上方有机械联动杆横支杆1-5，此支杆下方是固定于测试架上固定支板1-6上板面上的下位控制开关2-5，机械联动杆1-4上方正对处安装有上位控制开关2-4。

电路系统部分根据测试内容的不同分两种情况：

1)测试内容为单程形状记忆合金弹簧的偏动力作用时间，或者双程形状记忆合金弹簧的恢复形状与冷却变形作用时间。对于这种情况：

a).控制部分中，保护电阻2-6、下位控制电源2-3、下位控制开关2-5和控制回路开启开关2-1依次串联，下位控制电源2-3正极(负极)与保护电阻2-6一端相连，保护电阻2-6另一端与上位控制开关2-4的一端并接相连后同时和第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8的右侧控制端连接，上位控制开关2-4另一端连于上位控制电源2-2负极(正极)，上位控制电源2-2正极(负极)与控制回路开启开关2-1另一端并接相连后同时和第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8的左侧控制端连接。

b).信号指示部分中，第一锁存继电器2-7的公共控制端连接信号指示回路开启开关3-1一端，信号指示回路开启开关3-1另一端接指示信号控制源3-2正(负)极，第一指示信号3-3和第二指示信号3-4并联，前者的一端接第一锁存继电器2-7的左侧控制支路，后者的一端接第一锁存继电器2-7的右侧控制支路，两者剩余的连接端并接相连后同时与指示信号控制源3-2负(正)极相连。

c).供能部分中，第二锁存继电器2-8的公共控制端连接在形状记忆合金控制源4-1的一端，形状记忆合金控制源4-1通过第二锁存继电器2-8的右侧控制支路与限流电阻4-3、供能接通开关4-2以及测试件1-2形状记忆合金弹簧依次串联组成供能回路，第二锁存继电器2-8的左侧控制支路悬空。

2)测试内容为单程形状记忆合金弹簧差动力作用时间，则所述电路系统部分将分为简单模式和可靠模式两种形式。在以下具体实施方式三中将作具体介绍。

对于保护电阻2-6的设置，主要是为了防止上位控制开关2-4和下位控制开关2-5在意外情况下同时闭合，使得上位控制电源2-2和下位控制电源2-3被同时导通而形成短路故障。

本发明通过机械联动杆1-4上下运动，分时触动上位控制开关2-4和下位控制开关2-5，达到控制的目的。由于本发明所述测试内容为固定行程内形状记忆合金弹簧的作用时间，所以上位控制开关2-4到下位控制开关2-5垂直距离需要事先根据所测对象行程的预估值或期望值调好。

在测试系统的起始状态，控制回路开启开关2-1、信号指示回路开启开关3-1、供能接通开关4-2都是断开的；并且由于机械联动杆1-4受到回复件1-3向下作用力的带动，其上的机械联动杆横支杆1-5会压迫下位控制开关2-5使之闭合，从而下位控制开关2-5在初始状态表现为常闭。

当测试开始时，先闭合控制回路开启开关2-1使第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8在下位控制电源2-3作用下处于相同的工作状态，然后闭合信号指示回路开启开关3-1并检测第二指示信号3-4是否处于工作状态，最后闭合供能接通开关4-2开始工作。由于第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8同为单线圈锁存继电器(这种继电器的特征是当通电触发时，继电器动作，此时失电也不会改变当前状态，当希望其另一边支路导通时，需要加上与前次相反极性的电压)，其中第一锁存继电器2-7控制系统的信号指示部分，第二锁存继电器2-8控制系统的供能部分，且二者同时有一边控制支路是导通的；此时，第二指示信号3-4以及测试件1-2形状记忆合金弹簧所在电路可被分别且同时接通。于是测试件1-2形状记忆合金弹簧带动机械联动杆1-4往上运动，首先使下位控制开关2-5断开，继而触发上位控制开关2-4。由于上位控制电源2-2在第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8上所接极性与下位控制电源2-3控制作用时的情况相反，所以第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8在上位控制电源2-2的作用下，将同时导通在下位控制电源2-3作用时断路的那一边控制支路。此时，第一指示信号3-3将被接通，同时，测试件1-2形状记忆合金弹簧所在通路断开。其后，测试件1-2形状记忆合金弹簧冷却进入低温相状态，并在回复件1-3作用下向下运动，先使上位控制开关2-4断开，继而触发下位控制开关2-5，回到起始工作状态。

如此循环往复。当往复运动进行到第二次时，开始读取第二指示信号3-4和第一指示信号3-3交替通断的时间差值。通过第二指示信号3-4和第一指示信号3-3的通断时间间隔，可以知道测试件1-2形状记忆合金弹簧在动作以及回复时所经历的时间。其中，第二指示信号3-4开通到第一指示信号3-3开通时间为测试件1-2形状记忆合金弹簧被加热后的动作时间，第一指示信号3-3开通到第二指示信号3-4开通的时间间隔为测试件1-2形状记忆合金弹簧的回复时间。

信号指示方式有两种：(1)第一指示信号3-3和第二指示信号3-4为发光元件，通过摄像头拍摄，传送至计算机，通过对影像帧格的读取来判断具体的时间值；(2)第一指示信号3-3和第二指示信号3-4为三极管发射极信号输出，通过单片机对输出信号的读取，判断时间值，并通过单片机输出到LED阵列电路上显示时间。

当然，如果测试内容为测试内容为单程形状记忆合金弹簧的差动力作用时间，则工作原理和信号指示方式有所不同。并且，如果电路形式为其中的可靠模式，则信号指示元件还将包括第三指示信号3-7和第四指示信号3-8，二者信号指示具体方式与第一指示信号3-3和第二指示信号3-4在具体实施中的方式完全一样。在以下具体实施方式三中将作具体介绍。

以下所述具体实施方式中，如无具体明确说明，则测试环境为室温下的空气环境。

具体实施方式一：参见图2、图3以及图6，本实施方式的系统结构主要包括测试架1-1、单程形状记忆合金拉力弹簧(测试件)1-2、回复件1-3、机械联动杆1-4、控制回路开启开关2-1、上位控制电源2-2、下位控制电源2-3、上位控制开关2-4、下位控制开关2-5、保护电阻2-6、第一锁存继电器2-7、第二锁存继电器2-8、信号指示回路开启开关3-1、指示信号控制源3-2、第一指示信号3-3、第二指示信号3-4、形状记忆合金控制源4-1、供能接通开关4-2、限流电阻4-3。其中，本实施方式所用回复件1-3为偏动拉力弹簧，它通过上端挂钩与机械联动杆1-4下端相关联。测试件1-2形状记忆合金弹簧上下端分别固定于测试架上固定支架1-6下板面上和机械联动杆1-4下部，机械联动杆1-4底端和偏动拉力弹簧回复件1-3的一端钩挂连接，此回复件1-3另一端固定在测试架1-1底座上；机械联动杆1-4顶部穿过测试架上固定支架1-6上的通孔，上端正对上位控制开关2-4，靠近测试架上固定支架1-6部分支出有机械联动杆横支杆1-5，用以压合正对其下的下位控制开关2-5，上位控制开关2-4和下位控制开关2-5分别与上位控制电源2-2和下位控制电源2-3串联，其中下位控制开关2-5支路还串联得有保护电阻2-6和控制回路开启开关2-1；两个串联支路电极极性相反地并接，所引出的两个电极位接头则和第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8并联；第一锁存继电器2-7控制信号指示部分，这个部分由第一指示信号3-3、第二指示信号3-4并联地接于第一锁存继电器2-7两个控制支路分接头，并联后的公共端和串联在第一锁存继电器2-7公共端的指示信号控制源3-2及信号指示回路开启开关3-1相连接组成回路；第二锁存继电器2-8则负责控制供能部分，这部分由形状记忆合金控制源4-1、供能接通开关4-2、限流电阻4-3串联，并和属于机械装置部分的测试件1-2连接在一起，最后通过第二锁存继电器2-8的公共端和其中一个控制支路端构成回路，第二锁存继电器2-8另一个控制支路端则悬空。本实施方式所述测试内容为单程拉力形状记忆合金弹簧在偏动拉力作用下的过程时间。

工作原理：

闭合控制回路开启开关2-1，信号指示回路开启开关3-1并确认第二指示信号3-4是否处于工作状态，然后闭合供能接通开关4-2开始工作。供能部分回路接通形状记忆合金控制源4-1，电路中电流通过单程形状记忆合金拉力弹簧1-2并开始产生热量，当发热温度超过形状记忆合金马氏体相变温度时，单程形状记忆合金拉力弹簧1-2开始恢复形状产生收缩效应，并产生巨大的作用拉力，带动机械联动杆1-4与回复件1-3(即偏动拉力弹簧)向上运动，当机械联动杆1-4顶部触碰到上位控制开关2-4时，上位接通控制电源接通第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8，使第一锁存继电器2-7原本断路的控制支路被接通，第一指示信号3-3开始工作，并且第二锁存继电器2-8的闭合控制支路端断开，对单程形状记忆合金拉力弹簧1-2的供电结束，并且由于另一端本就悬空，第二锁存继电器2-8处于无工作状态。

此时，单程形状记忆合金拉力弹簧1-2开始冷却。当冷却达到一定温度时，单程形状记忆合金拉力弹簧1-2开始发生相变并且进入低温相状态，应力减弱，此时回复件1-3偏动拉力弹簧拉力大于单程形状记忆合金拉力弹簧1-2拉力，机械联动杆1-4被带动往下运动，当下降一定距离后，机械联动杆横支杆1-5触发下位控制开关2-5，使下位控制电源2-3接通第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8，使得二者同时动作并回到初始时状态，第二指示信号3-4工作，单程形状记忆合金拉力弹簧1-2再次开始由形状记忆合金控制源4-1加热控制。如此往复工作。

具体实施方式二：参见图4、图5和图6，本实施方式和具体实施方式一不同之处包括(1)测试件1-2为单程压力形状记忆合金弹簧形式；(2)测试件1-2固定于测试架下固定支板1-7上；(3)回复件1-3包括处于上位(悬于测试架上固定支板1-6下端)的偏动压力弹簧和导向孔(位于测试架下固定支板1-7上)；(4)机械联动杆1-4串联处于上位的回复件1-3偏动压力弹簧和处于下位的测试件1-2单程形状记忆合金压力弹簧，并且其下方部分杆部穿过测试架下固定支板1-7上的导向孔。本实施方式所述的测试内容为单程形状记忆合金压力弹簧在偏动推力作用下过程时间。

工作原理：

闭合控制回路开启开关2-1，信号指示回路开启开关3-1并确认第二指示信号3-4是否处于工作状态，然后闭合供能接通开关4-2开始工作。供能部分回路接通形状记忆合金控制源4-1，电路中电流通过单程形状记忆合金压力弹簧1-2并开始产生热量，当发热温度超过形状记忆合金马氏体相变温度时，单程形状记忆合金压力弹簧1-2开始恢复形状向上伸长，并产生巨大的作用推力，带动机械联动杆1-4与回复件1-3(即偏动压力弹簧)向上运动，当机械联动杆1-4顶部触碰到上位控制开关2-4时，上位接通控制电源接通第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8，使第一锁存继电器2-7原本断路的控制支路被接通，第一指示信号3-3开始工作，并且第二锁存继电器2-8的闭合控制支路端断开，对单程形状记忆合金压力弹簧1-2的供电结束，并且由于另一端本就悬空，第二锁存继电器2-8处于无工作状态。

此时，单程形状记忆合金压力弹簧1-2开始冷却。当冷却达到一定温度时，单程形状记忆合金压力弹簧1-2开始发生相变进入低温相状态，应力减弱，此时回复件1-3偏动压力弹簧推力大于形状记忆合金压力弹簧推力，机械联动杆1-4被带动往下运动，当下降一定距离后，机械联动杆横支杆1-5触发下位控制开关2-5，使下位控制电源2-3接通第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8，使得二者吸合回到初始时状态，第二指示信号3-4工作，单程形状记忆合金压力弹簧1-2再次开始由形状记忆合金控制源4-1加热控制。如此往复工作。

具体实施方式三：如图7、图9、图10和图11所示，本实施方式所测试的内容为由两个单程形状记忆合金拉力弹簧所组合成的差动作用双程件工作所需要的时间。本实施方式的结构中，机械部分的构造和具体实施方式一中所述基本相同，所不同的是，具体实施方式一所述回复件1-3为偏动拉力弹簧，本实施方式中，回复件1-3为单程形状记忆合金拉力弹簧。

电路系统部分连接有两种模式：(1)简单模式，如图9所示；(2)可靠模式，如图10和图11所示。简单模式通常在电流不大的时候或者测试在水液环境中进行时使用，而可靠模式则应当在形状记忆合金控制电流较大时候使用。

简单模式中，供能部分电路连接与具体实施方式一所述略有差异：具体实施方式一所述第二锁存继电器2-8的一条控制支路为悬空；本实施方式中，此条控制支路需要和作为回复件1-3的单程形状记忆合金拉力弹簧的连接成为一条控制回路，其余电路形式与具体实施方式一所述内容相同。

可靠模式是为了解决一些简单模式电路中的隐患设计的：在简单模式中，当测试件1-2形状记忆合金弹簧通电发热动作使得上位控制开关2-4闭合后，此时对作为回复件1-3的形状记忆合金弹簧加热；由于空气中形状记忆合金散热慢(一根丝径0.6mm，内径4mm，圈数为10的形状记忆合金弹簧在室温状态下冷却并进入低温相在10秒左右)，测试件1-2形状记忆合金弹簧还保持在高温相的状态，其应力依然很大；此时对回复件1-3形状记忆合金通电加热，则整个双程元件处于静止状态，并会持续到测试件1-2形状记忆合金弹簧冷却并进入低温相以后；这样，由于形状记忆合金在过大的电流长时间作用下，温度会超出承受范围(通常TiNi系的形状记忆合金不宜超过250摄氏度)，损坏器件材料性质。可靠模式中，加入了四个电子器件：第三指示信号3-7和第四指示信号3-8、第一单稳态继电器3-9和第二单稳态继电器3-10。第一单稳态继电器3-9和第二单稳态继电器3-10的公共控制端分别与信号控制源3-2、第一指示信号3-3、第二指示信号34并接后串联至限流电阻4-3的远离形状记忆控制源4-1端，回复件1-3形状记忆合金弹簧和测试件1-2形状记忆合金弹簧远离第二锁存继电器2-8端分别串接第一稳态继电器3-9和第二稳态继电器3-10的常闭触点开关构成回路，其常开触点开关两极则分别与第一指示信号3-3和第二指示信号构成回路，其常开触点开关两极则分别与第二指示信号3-4和第一指示信号3-3的电极位两端连接；第三指示信号3-7和第四指示信号3-8分别串接于第一锁存继电器2-7与第一单稳态继电器3-9之间和第一锁存继电器2-7与第二单稳态继电器3-10之间。

可靠模式下系统工作原理如下：

初始状态，由于测试件1-2形状记忆合金弹簧和回复件1-3形状记忆合金弹簧皆处于低温相状态，二者皆有微小的弹性力作用于机械联动杆1-4上并处于力平衡状态，同时由于下位控制开关2-5是由具有一定弹性的金属片制作并在外力很小时处于常开状态的，所以机械联动杆横支杆1-5不能如具体实施方式一和具体实施方式二所述一样，在开始时通过偏动弹簧力的作用压合下位控制开关2-5处于闭合状态。此时，首先闭合控制回路开启开关2-1，并通过人工操作方式，触动一下下位控制开关2-5使之闭合(由于下位控制开关2-5的金属弹性力原因，外力消失后会马上从闭合态自动弹起断开)，使第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8动作并保证二者对应的测试件1-2形状记忆合金弹簧及相应的信号指示回路那一侧的控制支路处于工作态；然后闭合信号指示回路开启开关3-1，则第四指示信号3-8和第二指示信号3-4皆处于工作状态；最后闭合供能接通开关4-2，则测试件1-2形状记忆合金弹簧被导通加热继而达到逆相变状态，开始恢复高温相形状进入工作状态(在这里具体指弹簧产生收缩的动作)。

当测试件1-2形状记忆合金弹簧工作继而使得上位控制开关2-4闭合而接通上位控制电源2-2时接通第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8，并同时接通第一单稳态继电器3-9；此时第一单稳态继电器的常开触点闭合，第一指示信号3-3被短路，工作停顿，第三信号指示3-7工作；同时，回复件1-3形状记忆合金由于第一单稳态继电器3-9的常闭触点断开而无法工作，整个双程元件处于静止状态；当测试件1-2形状记忆合金弹簧慢慢冷却而逐渐进入低温相时，此双程元件达到力平衡，而上位控制开关2-4和下位控制开关2-5一样是由具有一定弹性的金属片制作的，所以金属片微弱弹性力作用下，上位控制开关2-4弹开形成断路，继而第一单稳态继电器3-9的常开触点由于失电而断开，第一指示信号3-3工作，同时其常闭触点闭合，回复件1-3形状记忆合金弹簧开始工作；当机械联动杆1-4在回复件1-3形状记忆合金弹簧作用下触动下位控制开关2-5时，接通第一锁存继电器2-7和第二锁存继电器2-8使其闭合另一边控制支路，并同时接通第二单稳态继电器3-10；而后，第二单稳态继电器3-10的常开触点闭合，第二指示信号3-4被短路，暂不工作，仅剩下第四指示信号3-8工作；同时，测试件1-2形状记忆合金弹簧由于第二单稳态继电器3-10的常闭触点断开而无法工作，整个双程元件处于静止状态；此后，与上面所述相类似，回复件1-3形状记忆合金弹簧冷却，下位控制开关2-5在金属弹性力作用下断开，第二单稳态继电器3-10的常开触点断开，第二指示信号3-4工作，同时其常闭触点闭合，测试件1-2形状记忆合金弹簧开始工作。此后，重复上述过程往返运动。整个过程时间包括：测试件1-2冷却时间(由第三指示信号3-7工作到第一指示信号3-3工作的时间)、回复件1-3作用时间(由第一指示信号3-3工作到第四指示信号3-8工作的时间)、回复件1-3冷却时间(由第四指示信号3-8工作到第二指示信号3-4工作的时间)，测试件1-2作用时间(由第二指示信号3-4工作到第三指示信号3-7工作的时间)。

具体实施方式四：如图8、图9、图10和图11所示，本实施方式的机械部分构造与具体实施方式二种所述基本相同：(1)测试件1-2形状记忆合金弹簧为单程压力弹簧形式；(2)测试件1-2固定于测试架下固定支板1-7上；(3)回复件1-3包括处于上位(悬于测试架上固定支板1-6下端)的偏动压力弹簧和导向孔(位于测试架下固定支板1-7上)；(4)机械联动杆1-4串联处于上位的偏动压力弹簧和处于下位的测试件1-2单程形状记忆合金压力弹簧，并且其下方部分杆部穿过下固定支板上的导向孔。本实施方式的的电路部分与具体实施方式三所述基本相同，不同点在于本实施方式本实施方式所测试的内容为两个单程压力弹簧形状记忆合金所组合成的双程件在相互差动力的作用下，工作所需要的时间。

具体实施方式五：如图12和图13所示，本实施方式所测试的对象为双程形状记忆合金弹簧，机械装置部分，包括测试架1-1，测试件1-2双程形状记忆合金弹簧、回复件1-3、测试架上固定支板1-6，测试架下固定支板1-7以及机械联动杆1-4。其中，回复件1-3在这里为设在下固定支板1-7上的导向孔。电路部分与具体实施方式一相同。

工作原理：

首先闭合控制回路开启开关2-1，信号指示回路开启开关3-1并确认第二指示信号3-4是否处于工作状态，然后闭合供能接通开关4-2开始工作。初始状态时第二指示信号3-4工作，双程形状记忆合金开始通电受热，产生形状恢复，触发上位控制开关2-4，控制第一锁存继电器2-7断开第二指示信号3-4，接通第一指示信号3-3，并且第二锁存继电器2-8断开测试件1-2双程形状记忆合金弹簧控制回路，此时首次供能工作结束；此后，测试件1-2双程形状记忆合金弹簧通过某种方式冷却后，自然开始发生形状改变，带动机械联动杆1-4往下运动，触发下位控制开关2-5，使得第二指示信号3-4工作，并再次接通供能控制回路，测试件1-2双程形状记忆合金弹簧再次被通电加热，重复上面所述过程，往复运动。

具体实施方式六：参见图14和图15，本实施方式包含利用PWM脉冲或其它形式脉冲信号对形状记忆合金进行控制。通过在供能回路中串接功率MOS管4-4，实现控制目的，功率MOS管4-4的漏极接电源正极，源极接测试件1-2形状记忆合金弹簧，栅极外接控制信号，当控制信号形式为PWM脉冲信号或其它形式脉冲信号时，即为本实施方式所述的测试内容。通过本实施方式所述的测试，可以对形状记忆合金弹簧在一般直流或交流电作用下的控制时间和在本实施方式所述的控制方式效果进行比较，以验证其优越性。

具体实施方式七：参见图16和图17，本实施方式包含在水液环境中通电加热测试件1-2形状记忆合金弹簧的以测试其在水中作用时间性能的内容。机械装置部分放置如图16所示，水液可只浸没住上固定支板1-6下板面即可，然后将各连接导线引出，以便进行测试工作。不过水液需中性或偏碱性溶液，以避免产生化学腐蚀作用。

具体实施方式八：参见图18和图19，本实施方式为通过加热水液环境控制形状记忆合金弹簧动作，并测试其在此控制形式下的作用时间。整个系统结构形式如图17所示，图18则示意了这种测试形式的简化电路原理图。其中，与具体实施方式一至具体实施方式八中所述测试形式根本区别在于，供能部分不再连接测试件1-2形状记忆合金弹簧，而是连接一根电加热元件4-5。此电加热元件4-5被放置于水液环境中，通过加热水液温度，间接地控制测试件1-2形状记忆合金弹簧开始动作。

工作原理：

闭合控制回路开启开关2-1，信号指示回路开启开关3-1并确认第二指示信号3-4是否处于工作状态，然后闭合供能接通开关4-2开始工作；此时，第二指示信号3-4工作，形状记忆合金控制源4-1接通电加热元件4-5，开始加热水液温度，当水液温度被加热到形状记忆合金相变温度时，测试件1-2形状记忆合金弹簧开始动作，触发上位控制开关2-4，电加热元件4-5所在通路被断开，停止加热水液，同时第一指示信号3-3工作；当水液逐渐散热而温度下降达到形状记忆合金逆向变温度时，测试件1-2形状记忆合金开始通过回复件1-3回复到初始状态，触发下位控制开关2-5，再次接通电加热元件4-5，开始循环工作。通过第一指示信号3-3和第二指示信号3-4的工作时间间隔确定加热和冷却时间。

本实施方式的一个延展应用是水液保温，通过形状记忆合金的工作或间歇，可以不断加热水液使水液温度维持在一定范围之内。

具体实施方式九：如图20所示，本实施方式为一种简便的信号指示方式，其中，第一指示信号3-3和第二指示信号3-4同为发光元件，如发光二极管，二者被放入一个闭合的方盒内5-1，方盒5-1上开有一孔，可刚好插入摄像头5-2的镜头部分。当系统工作时，第一指示信号3-3和第二指示信号3-4交替被点亮，通过摄像头将记录的影像传到计算机5-3中记录下来，通过所拍影像的帧格进行观察和分析，就能确定形状记忆合金工作的时间。

具体实施方式十：如图21和图22所示，本实施方式为另一种信号指示方式。本实施方式中的指示方式相比具体实施方式九所述的指示方式更为精确，通过在第一指示信号3-3和第二指示信号3-4前分别串连上第一三极管3-5和第二三极管3-6，其基极与第一锁存继电器2-7相连，发射极与指示信号控制源3-2相连，并将两个三极管发射极外接至单片机5-6的I/O端5-4、5-5，I/O端5-4、5-5设置为输入方式，分别接受第一三极管3-5和第二三极管3-6上发射极电平信号。两三极管集电极同时外接电平+VCC。系统工作时，第一指示信号3-3所在回路接通后，第一三极管3-5被接通，I/O端5-4所对应的电位变为高电平，I/O端5-5由于第二三极管3-6未导通，其所对应电位接地为零；反之，第二指示信号3-4所在回路接通后，I/O端5-4所对应的电位变为零而I/O端5-5所对应的电位变为高电平。通过单片机5-6对I/O端5-4、5-5电平信号的读取，就能确定出较为准确的作用时间，并可通过LED数显阵列5-7显示出来。

具体实施方式十一：本实施方式给出根据具体实施方式一，及具体实施方式三以及具体实施方式七所述测试内容具体测试所得实验结果：

1.单程拉力形状记忆合金弹簧在偏动拉力作用下的过程时间(测试所用SMA实验材料：丝径0.6mm，内径4mm，圈数10圈，逆相变温度在50～55摄氏度；设定的形状记忆合金弹簧作用行程为5mm；形状记忆合金控制源4-1为12V直流电)：

2.由两个单程形状记忆合金拉力弹簧所组合成的差动作用双程件的工作时间(实验所用材料和测试所用控制源与前者相同，并且组成差动作用元件的两个SMA弹簧材料性质完全相同；测试环境为空气环境，测试的电路系统部分形式为可靠模式，测试设定的作用行程为8mm)：

通过本发明的测试系统对形状记忆合金的时间特性研究，可以对了解形状记忆合金的性能性质起到很好的参考，也可帮助工程技术人员在科学研究和实际生产设计中开发形状记忆合金弹簧具体相关产品作出有用的判断和决定。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1、一种形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：其包括机械装置部分、控制部分、供能部分、信号指示部分，供能部分对安装于机械装置部分的形状记忆合金弹簧供能，使机械装置部分运作触动控制部分，控制部分控制信号指示部分显示弹簧不同的状态变化以测试其时间特性。

2、如权利要求1所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：

所述的机械装置部分包括测试架(1-1)、测试件(1-2)、回复件(1-3)、机械联动杆(1-4)，测试架上有上固定支板(1-6)，机械联动杆(1-4)穿过其上的通孔，顶部杆头朝向上位控制开关(2-4)，机械联动杆上(1-4)有机械联动杆横支杆(1-5)，机械联动杆横支杆(1-5)正下方对着安装在上固定支板(1-6)上板面上的下位控制开关(2-5)，测试件(1-2)和回复件(1-3)与机械联动杆(1-4)联动；

所述的控制部分包括控制回路开启开关(2-1)、上位控制电源(2-2)、下位控制电源(2-3)、上位控制开关(2-4)、下位控制开关(2-5)、保护电阻(2-6)、第一锁存继电器(2-7)、第二锁存继电器(28)，上位控制开关(2-4)和上位控制电源(2-2)串联，且保护电阻(2-6)、下位控制电源(2-3)、下位控制开关(2-5)和控制回路开启开关(2-1)依次串联，下位控制电源(2-3)正极/负极与保护电阻(2-6)一端相连，保护电阻(2-6)另一端与上位控制开关(2-4)的一端并接相连后与第一锁存继电器(2-7)及第二锁存继电器(2-8)的一侧控制端连接，上位控制开关(2-4)另一端连于上位控制电源(2-2)负极/正极，上位控制电源(2-4)正极/负极与控制回路开启开关(2-1)另一端并接相连后与第一锁存继电器(2-7)及第二锁存继电器(2-8)的另一侧控制端连接，使第一锁存继电器(2-7)及第二锁存继电器(2-8)形成并联关系；

所述的信号指示部分包括信号指示回路开启开关(3-1)、指示信号控制源(3-2)、第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)，第一锁存继电器(2-7)的左右两个控制支路端分别和第一指示信号(3-3)和第二指示信号(3-4)各自的一端连接，其公共端和信号指示回路开启开关(3-1)与信号控制源(3-2)串联后电极的一端连接，信号指示回路开启开关(3-1)与信号控制源(3-2)串联后电极的另一端和第一指示信号(3-3)和第二指示信号(3-4)并联的一端连接；

所述的供能部分包括形状记忆合金控制源(4-1)、供能接通开关(4-2)、限流电阻(4-3)，第二锁存继电器(2-8)的公共控制端连接在形状记忆合金控制源(4-1)的一端，形状记忆合金控制源(4-1)通过第二锁存继电器(2-8)的右侧控制支路与限流电阻(4-3)、供能接通开关(4-2)以及测试件(1-2)依次串联组成供能回路，第二锁存继电器(2-8)的左侧控制支路悬空。

3、如权利要求2所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)为单程拉力形状记忆合金弹簧。

4、如权利要求3所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的回复件(1-3)为偏动拉力弹簧。

5、如权利要求4所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)上端固定于测试架上固定支板(1-6)下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板(1-6)上的通孔圆心，下端和机械联动杆(1-4)下端相固定；所述的回复件(1-3)一端固定在测试架(1-1)底座上另一端与机械联动杆(1-4)下端相关联，关联方式为钩挂形式。

6、如权利要求3所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的回复件(1-3)为单程形状记忆合金拉力弹簧。

7、如权利要求6所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)上端固定于测试架上固定支板(1-6)下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板(1-6)上的通孔圆心，下端和机械联动杆(1-4)下端相固定；所述的回复件(1-3)一端固定在测试架(1-1)底座上另一端与机械联动杆(1-4)下端相关联，关联方式为钩挂形式；且所述的第二锁存继电器(2-8)的左侧控制支路和回复件(1-3)的形状记忆合金弹簧以及限流电阻(4-3)、供能接通开关(4-2)、形状记忆合金控制源(4-1)串联成回路。

8、如权利要求7所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的控制部分和信号指示部分还包括第一单稳态继电器(3-9)、第二单稳态继电器(3-10)、第三指示信号(3-7)和第四指示信号(3-8)，其中第一单稳态继电器(3-9)和第二单稳态继电器(3-10)的公共控制端分别与信号控制源(3-2)、第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)并接后串联至限流电阻(4-3)的远离形状记忆控制源(4-1)端，回复件(1-3)和测试件(1-2)远离第二锁存继电器(2-8)端分别串接第一单稳态继电器(3-9)和第二单稳态继电器(3-10)的常闭触点开关构成回路，其常开触点开关两极则分别与第一指示信号(3-3)和第二指示信号(3-4)的电极位两端连接；第三指示信号(3-7)和第四指示信号(3-8)分别串接于第一锁存继电器(2-7)与第一单稳态继电器(3-9)之间和第一锁存继电器(2-7)与第二单稳态继电器(3-10)之间。

9、如权利要求2所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)为单程压力形状记忆合金弹簧。

10、如权利要求9所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的回复件(1-3)为偏动压力弹簧以及位于测试架下固定支板(1-7)上的导向孔。

11、如权利要求10所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)套入机械联动杆(1-4)下端杆体中，机械联动杆(1-4)下端穿过测试架下固定支板(1-7)上的导向孔，并使测试件(1-2)下端和测试架下固定支板(1-7)上的导向孔四周板面相抵靠；所述的回复件(1-3)的偏动压力弹簧套入机械联动杆(1-4)上方杆体，且上端和测试架上固定支板(1-6)上的通孔四周板面相抵靠，下端和测试件(1-2)上端分别抵靠在固定于机械联动杆(1-4)上的金属支杆上方和下方。

12、如权利要求9所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的回复件(1-3)为单程形状记忆合金压力弹簧以及位于测试架下固定支板(1-7)上的导向孔。

13、如权利要求12所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)套入机械联动杆(1-4)下端杆体中，机械联动杆(1-4)下端穿过测试架下固定支板(1-7)上的导向孔，并使测试件(1-2)下端和测试架下固定支板(1-7)上的导向孔四周板面相抵靠；所述的回复件(1-3)的偏动压力弹簧套入机械联动杆(1-4)上方杆体，且上端和测试架上固定支板(1-6)上的通孔四周板面相抵靠，下端和测试件(1-2)上端分别抵靠在固定于机械联动杆(1-4)上的金属支杆上方和下方；且所述的第二锁存继电器(2-8)的左侧控制支路和回复件(1-3)的形状记忆合金弹簧以及限流电阻(4-3)、供能接通开关(4-2)、形状记忆合金控制源(4-1)串联成回路。

14、如权利要求13所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的控制部分和信号指示部分还包括第一单稳态继电器(3-9)、第二单稳态继电器(3-10)、第三指示信号(3-7)和第四指示信号(3-8)，其中第一单稳态继电器(3-9)和第二单稳态继电器(3-10)的公共控制端分别与信号控制源(3-2)、第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)并接后串联至限流电阻(4-3)的远离形状记忆控制源(4-1)端，回复件(1-3)和测试件(1-2)远离第二锁存继电器(2-8)端分别串接第一单稳态继电器(3-9)和第二单稳态继电器(3-10)的常闭触点开关构成回路，其常开触点开关两极则分别与第一指示信号(3-3)和第二指示信号(3-4)的电极位两端连接；第三指示信号(3-7)和第四指示信号(3-8)分别串接于第一锁存继电器(2-7)与第一单稳态继电器(3-9)之间和第一锁存继电器(2-7)与第二单稳态继电器(3-10)之间。

15、如权利要求2所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)为双程形状记忆合金弹簧。

16、如权利要求15所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的回复件(1-3)为位于测试架下固定支板(1-7)上的导向孔。

17、如权利要求16所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的测试件(1-2)上端固定于测试架上固定支板(1-6)下板面上，且弹簧柱体中轴通过测试架上固定支板(1-6)上的通孔圆心，下端和机械联动杆(1-4)下端相固定，机械联动杆(1-4)和测试件(1-2)下端连接后，其杆体继续向下方延伸，并穿过测试架下固定支板(1-7)上的导向孔。

18、如权利要求5、7、8、11、13、14、17任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的供能部分还串接有功率MOS管(4-4)，其漏极接电源正极，源极接测试件(1-2)，栅极外接控制信号。

19、如权利要求18所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的控制信号为PWM脉冲信号。

20、如权利要求5、7、8、11、13、14、17任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：其置入水液环境中进行测试，水液浸没机械装置部分的上固定支板(1-6)的下板面。

21、如权利要求20所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的水液环境为中性或偏碱性液体环境。

22、如权利要求5、7、8、11、13、14、17任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：其置入水液环境中通过加热水液改变环境温度间接控制测试件(1-2)回复件(1-3)进行测试，所述的供能部分与电加热元件(4-5)相连，电加热元件(4-5)置于水液环境中对其加热。

23、如权利要求22所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的水液环境为中性或偏碱性液体环境。

24、如权利要求5、7、11、13、17任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)为发光元件，其置于封闭的盒体内，盒上开有可插入摄像头(5-2)的镜头的孔，摄像头(5-2)记录指示信号的发光状态传送给计算机处理计算。

25、如权利要求5、7、11、13、17任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)为三极管，其集电极外接电平+VCC，发射极则外接至单片机(5-6)的I/O输入端，单片机读取I/O输入端的电平信号。

26、如权利要求8、14任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)、第三指示信号(3-7)、第四指示信号(3-8)为发光元件，其置于封闭的盒体内，盒上开有可插入摄像头(5-2)的镜头的孔，摄像头(5-2)记录指示信号的发光状态传送给计算机处理计算。

27、如权利要求8、14任一项所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的第一指示信号(3-3)、第二指示信号(3-4)、第三指示信号(3-7)、第四指示信号(3-8)为三极管，其集电极外接电平+VCC，发射极则外接至单片机(5-6)的I/O输入端，单片机读取I/O输入端的电平信号。

28、如权利要求2所述的形状记忆合金弹簧时间特性测试系统，其特征在于：所述的第一锁存继电器(2-7)和第二锁存继电器(2-8)为单线圈锁存继电器。

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