CN103557887A - 一种磁控形状记忆合金性能的测试装置 - Google Patents

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涂福泉
李贺
刘小双
陈奎生
曾良才
傅连东
许仁波
欧阳惠
周浩
王琦琳
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Abstract

本发明涉及一种磁控形状记忆合金性能的测试装置。其技术方案是：底座(8)前后对称固定的前支撑架(9)和后支撑架(21)上设置有铁芯(14)，铁芯(14)前部的上平面设置有连接板(17)，连接板(17)的上平面固定有加载架(2)。铁芯(14)的左侧缠绕有左线圈(6)，铁芯(14)的右侧缠绕有右线圈(15)。调节手柄(1)的下端旋出加载架(2)上部的中心螺孔，在上顶杆(18)的环状凸台和调节手柄(1)的弹簧挡片(3)间装有弹簧(19)。底座(8)装有力传感器(10)，力传感器(10)上装有下顶杆(11)，下顶杆(11)与上顶杆(18)间装有磁控形状记忆合金(13)。连接板(17)的中心孔一侧装有位移传感器(4)，铁芯间隙的侧面固定有霍尔传感器(12)。本装置具有结构简单紧凑和测量精度高的特点。

Description

一种磁控形状记忆合金性能的测试装置
技术领域
本发明属于磁控记忆合金技术领域。具体涉及一种磁控形状记忆合金性能的测试装置。
背景技术
磁控形状记忆合金材料(MSMA)具有变化速度快、可控位移大和具有记忆功能等特点。相关资料显示，MSMA材料在磁场中的应变能够达到10%以上，这是其他高频材料执行器材料的100倍以上，这种材料能够在不同的方向发生形变，可以沿着轴向发生形变，可以沿着轴向产生扭曲变形，可以沿着径向发生弯曲变形，其高性能受到不少学者的青睐。
目前，磁控形状记忆合金材料(MSMA)的研究主要是如何建立磁控形状记忆合金的磁滞非线性模型，通过建立的模型设计驱动器。要建立磁控记忆合金的磁滞非线性模型有时需要大量的实验数据，来确定模型参数。由于对实验数据的质量要求比较高，对测试磁控形状记忆合金的装置提出更高的要求。但目前尚无这样具有满足精度要求的测试磁控形状记忆合金性能的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单紧凑和测试精度高的磁控形状记忆合金性能的测试装置。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是: 所述装置的底座前后对称地固定有前支撑架和后支撑架，前支撑架和后支撑架上设置有铁芯，铁芯前部的上平面设置有连接板。前左夹板和前右夹板的上端对应地压在连接板左端和右端，前左夹板和前右夹板的下端对应地固定在前支撑架的左端和右端；后左夹板和后右夹板的上端对应地压在铁芯的后左角和后右角的上平面，后左夹板和后右夹板的下端对应地固定在后支撑架的左端和右端。连接板的上平面固定有加载架；铁芯的左侧缠绕有左线圈，铁芯的右侧缠绕有右线圈。
加载架的上部中心位置处设有螺孔，调节手柄的下端旋出螺孔，靠近调节手柄的下端处装有弹簧挡片，连接板的中心孔活动地装有上顶杆，上顶杆的上部设有环状凸台，在上顶杆的环状凸台和调节手柄的弹簧挡片间装有弹簧。底座装有力传感器，力传感器上装有下顶杆，下顶杆的上端穿出前支撑架的中心孔，下顶杆与上顶杆间装有磁控形状记忆合金。力传感器、下顶杆、磁控形状记忆合金、上顶杆和调节手柄的中心线位于同一铅垂线。
连接板的中心孔孔口旁装有位移传感器，在铁芯间隙的左侧面或右侧面的中间位置处固
定有霍尔传感器。在底座上固定有隔磁罩，本装置除底座外的其余零部件均位于隔磁罩内，加载架的上部穿出隔磁罩。
所述隔磁罩的材质为隔磁材料；底座、前支撑架、后支撑架、下顶杆、前左夹板、前右夹板、后左夹板、后右夹板、连接板、上顶杆和加载架的材质为非导磁材料。
所述的前左夹板、前右夹板、后左夹板和后右夹板的形状相同，上端为倒“L”型，下端为“L”型。
由于采用所述技术方案，本发明具有如下积极效果：
本发明通过左线圈给磁控形状记忆合金施加一定的预加磁场，以便在与右线圈所产生的磁场叠加后能够产生较好的应变，通过调节手柄给磁控形状记忆合金施加载荷力，通过力传感器测量力的大小；通过霍尔传感器测量穿过磁控记忆合金的磁场大小；通过位移传感器测量上顶杆的位移，从而获得磁控记忆合金在磁场作用下的伸长量；故本装置能够同时测量磁场、位移和力的大小。
    本发明通过调节手柄调节加载力的大小，调节方便；在给磁控形状记忆合金施加磁场后，霍尔传感器位于磁场中部，能够准确测量通过磁场的大小；位移传感器能够精确测得磁控记忆合金的微小位移，隔磁罩防止外界磁场干扰，因此测量精度高，从而在分析磁场、位移和力的三者之间的关系时更加精确。前左夹板和前右夹板使得连接板和铁芯前端牢牢固定，后左夹板和后右夹板使得铁芯后端牢牢固定，结构紧凑，同时避免了线圈通电后引起的震动。
因此，本装置具有结构简单紧凑和测试测量精度高的特点。
附图说明
    图1为本发明的一种结构示意图；
    图2是图1的A-A向结构示意图。
具体实施方式
    下面结合图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
实施例1
一种磁控形状记忆合金性能的测试装置。所述装置如图1和图2所示，底座8的前后对称地固定有前支撑架9和后支撑架21，前支撑架9和后支撑架21上设置有铁芯14，铁芯14前部的上平面设置有连接板17。前左夹板5和前右夹板16的上端对应地压在连接板17左端和右端，前左夹板5和前右夹板16的下端对应地固定在前支撑架9的左端和右端；后左夹板22和后右夹板20的上端对应地压在铁芯14的后左角和后右角的上平面，后左夹板22和后右夹板20的下端对应地固定在后支撑架21的左端和右端。连接板17的上平面固定有加载架2；铁芯14的左侧缠绕有左线圈6，铁芯14的右侧缠绕有右线圈15。
加载架2的上部中心位置处设有螺孔，调节手柄1的下端旋出螺孔，靠近调节手柄1的下端处装有弹簧挡片3，连接板17的中心孔活动地装有上顶杆18，上顶杆18的上部设有环状凸台，在上顶杆18的环状凸台和调节手柄1的弹簧挡片3间装有弹簧19。底座8装有力传感器10，力传感器10上装有下顶杆11，下顶杆11的上端穿出前支撑架9的中心孔，下顶杆11与上顶杆18间装有磁控形状记忆合金13。力传感器10、下顶杆11、磁控形状记忆合金13、上顶杆18和调节手柄1的中心线位于同一铅垂线。
连接板17的中心孔一侧装有位移传感器4，在铁芯间隙的左侧面或右侧面的中间位置处固定有霍尔传感器12。在底座8上固定有隔磁罩7，本装置除底座8外的其余零部件均位于隔磁罩7内，加载架2的上部穿出隔磁罩7。
所述隔磁罩7的材质为隔磁材料；底座8、前支撑架9、后支撑架21、下顶杆11、前左夹板5、前右夹板16、后左夹板22、后右夹板20、连接板17、上顶杆18和加载架2的材质为非导磁材料。
所述的前左夹板5、前右夹板16、后左夹板22和后右夹板20的形状相同，上端为倒“L”型，下端为“L”型。
本具体实施方式具有如下积极效果：
本具体实施方式通过左线圈6给磁控形状记忆合金13施加一定的预加磁场，以便在与右线圈15所产生的磁场叠加后能够产生较好的应变，通过调节手柄1给磁控形状记忆合金13施加载荷力，通过力传感器10测量力的大小；通过霍尔传感器12测量穿过磁控记忆合金13的磁场大小；通过位移传感器4测量上顶杆18的位移，从而获得磁控记忆合金13在磁场作用下的伸长量；故本装置能够同时测量磁场、位移、力的大小。
    本具体实施方式通过调节手柄1调节加载力的大小，调节方便；在给磁控形状记忆合金13施加磁场后，霍尔传感器12位于磁场中部，能够准确测量通过磁场的大小；位移传感器能够精确测得磁控记忆合金13的微小位移，隔磁罩7防止外界磁场干扰，因此测量精度高，从而在分析磁场、位移和力的三者之间的关系时更加精确。前左夹板5和前右夹板16使得连接板17和铁芯14前端牢牢固定，后左夹板22和后右夹板20使得铁芯14后端牢牢固定，结构紧凑，同时避免了线圈通电后引起的震动。
因此，本装置具有结构简单紧凑和测试测量精度高的特点。

Claims (3)

1.一种磁控形状记忆合金性能的测试装置，其特征在于在所述装置的底座(8)前后对称地固定有前支撑架(9)和后支撑架(21)，前支撑架(9)和后支撑架(21)上设置有铁芯(14)，铁芯(14)前部的上平面设置有连接板(17)；前左夹板(5)和前右夹板(16)的上端对应地压在连接板(17)左端和右端，前左夹板(5)和前右夹板(16)的下端对应地固定在前支撑架(9)的左端和右端；后左夹板(22)和后右夹板(20)的上端对应地压在铁芯(14)的后左角和后右角的上平面，后左夹板(22)和后右夹板(20)的下端对应地固定在后支撑架(21)的左端和右端；连接板(17)的上平面固定有加载架(2)；铁芯(14)的左侧缠绕有左线圈(6)，铁芯(14)的右侧缠绕有右线圈(15)；
加载架(2)的上部中心位置处设有螺孔，调节手柄(1)的下端旋出螺孔，靠近调节手柄(1)的下端处装有弹簧挡片(3)，连接板(17)的中心孔活动地装有上顶杆(18)，上顶杆(18)的上部设有环状凸台，在上顶杆(18)的环状凸台和调节手柄(1)的弹簧挡片(3)间装有弹簧(19)；底座(8)装有力传感器(10)，力传感器(10)上装有下顶杆(11)，下顶杆(11)的上端穿出前支撑架(9)的中心孔，下顶杆(11)与上顶杆(18)间装有磁控形状记忆合金(13)；力传感器(10)、下顶杆(11)、磁控形状记忆合金(13)、上顶杆(18)和调节手柄(1)的中心线位于同一铅垂线；
连接板(17)的中心孔孔口旁装有位移传感器(4)，在铁芯间隙的左侧面或右侧面的中间位置处固定有霍尔传感器(12)；在底座(8)上固定有隔磁罩(7)，本装置除底座(8)外的其余零部件均位于隔磁罩(7)内，加载架(2)的上部穿出隔磁罩(7)。
2.根据权利1所述的磁控形状记忆合金性能的测试装置，其特征在于所述隔磁罩(7)的材质为隔磁材料；底座(8)、前支撑架(9)、后支撑架(21)、下顶杆(11)、前左夹板(5)、前右夹板(16)、后左夹板(22)、后右夹板(20)、连接板(17)、上顶杆(18)和加载架(2)的材质为非导磁材料。
3.根据权利1或2所述的磁控形状记忆合金性能的测试装置，其特征在于所述的前左夹板(5)、前右夹板(16)、后左夹板(22)和后右夹板(20)的形状相同，上端为倒“L”型，下端为“L”型。
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