CN116660309A - 一种实时测定材料热冷形变性能的装置及实时测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实时测定材料热冷形变性能的装置及实时测定方法，涉及材料热冷形变测定领域，保温箱装配有半导体制冷器和温度传感器，半导体制冷器、温度传感器均连接于微处理器；保温箱内设置有放置架，放置架上滑动连接有滑动板；滑动板连接有伺服驱动部件、位移传感部件和压力传感器，伺服驱动部件或/和位移传感部件装配于保温箱的内壁上或者放置架上；压力传感器、位移传感器信号、伺服驱动部件连接于微处理器。本发明能够对材料在高温环境或低温环境下发生的形变进行实时测量，并且减少场地占用；能够使得材料在自由环境下变形、约束环境下变形之间随意转换，保证获取更全面的材料热冷形变数据。
Description
技术领域
本发明涉及材料热冷形变测定领域，尤其是一种实时测定材料热冷形变性能的装置及实时测定方法。
背景技术
材料的运用在各个领域中均有体现，尤其是在高温或低温的应用场景中，在做设计时，需要考虑材料受到高温或低温发生的形变。
目前，检测材料在高温或低温中发生形变的方式通常是在将材料放置于隔热环境中，间隔一定时间后从隔热环境中取出，测量材料的外形尺寸，来获取材料在该温度下，某时间段内的平均形变量。
上述方式为目前测定材料在高温或低温环境下发生形变的普遍方式，但是存在如下问题：
1、由于材料所处的隔热环境为高温或低温的环境，实验人员不方便在高温环境或低温环境对材料进行实时测量，需要将材料取出后才能进行尺寸测量；
2、若材料在测量的温度下发生的是弹性形变或存在部分弹性形变，在材料取出后测量，材料发生弹性形变的形变部分会恢复形变，导致测量出现误差或获取的是错误数据；
3、高温环境和低温环境占用不同的场合，增加场地占用面积；
4、不能在材料自由变形和约束变形之间转换，获取材料受到的高温或低温作用发生变形的数据不全。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种实时测定材料热冷形变性能的装置及实时测定方法，将高温环境和低温环境的产生结合在一起，减少场地的占用，能够对材料在高温环境或低温环境下发生的形变进行实时测量，并且能够使得材料在自由环境下变形、约束环境下变形之间随意转换，保证获取更全面的材料热冷形变数据。
本发明采用的技术方案如下：一种实时测定材料热冷形变性能的装置，包括保温箱和微处理器，所述保温箱的侧面上装配有若干个半导体制冷器，所述保温箱内设置有温度传感器，所述半导体制冷器、温度传感器均电信号连接于微处理器；所述保温箱内设置有由两两垂直的横板、纵板和竖板组成的放置架，所述放置架上滑动连接有滑动板，滑动板分为横向滑动板、纵向滑动板以及竖向滑动板；每块滑动板均连接有伺服驱动部件和位移传感部件，伺服驱动部件或/和位移传感部件装配于保温箱的内壁上或者放置架上，伺服驱动部件用于驱动对应的滑动板移动或锁定对应的滑动板的位置，位移传感部件用于获取对应的滑动板的位移量；所述滑动板上设置有用于获取对应的滑动板与待测材料之间压力的压力传感器，所述压力传感器、位移传感器信号连接于微处理器，所述微处理器电连接于伺服驱动部件。
进一步地，所述温度传感器为若干个，若干个温度传感器均匀分布于保温箱的内部空间。
进一步地，所述保温箱上至少存在两个相互垂直的侧面上设置有若干个半导体制冷器。
进一步地，所述半导体制冷器具有半导体制冷片，并且半导体制冷片的制热端和制冷端均设置有散热片。
进一步地，所述横板、纵板和竖板上均开设有滑槽，所述横向滑动板与横板、竖板均滑动连接；所述纵向滑动板与横板、纵板均滑动连接；所述竖向滑动板与纵板、竖板均滑动连接。
进一步地，所述横向滑动板、纵向滑动板和竖向滑动板上与滑槽接触的位置设置有滚动机构。
进一步地，所述压力传感器与微处理器之间设置有用于放大信号的信号放大器。
进一步地，所述保温箱具有能够开启保温箱和封闭保温箱的箱门。
一种实时测定材料热冷形变性能的实时测定方法，应用所述的实时测定材料热冷形变性能的装置，包括以下步骤：
步骤A：开启箱门，将待测材料放置于放置架上，关闭箱门；
步骤B：微处理器控制伺服驱动部件工作，当安装在滑动板上的压力传感器具有压力数据，认为伺服驱动部件带着对应的滑动板与待测材料表面贴合；
步骤C：通过微处理器控制伺服驱动部件是否工作，控制待测材料所处环境在自由环境或约束环境；
步骤D：通过微处理器改变半导体制冷器的工作电压方向，切换半导体制冷器的制热端和制冷端，控制待测材料所处环境为高温环境或低温环境，并且配合温度传感器控制保温箱内的温度保持在待测定温度；
步骤E：待测材料受温度影响发生形变；
步骤F：待测材料发生形变，使压力传感器所具有的压力数据发生改变，微处理器通过控制伺服驱动部件工作，使对应的滑动板远离或靠近待测材料以保持压力传感器的压力数据状态，通过位移传感器获取滑动板的实时位移量，从而获取待测材料的实时形变量；或/和微处理器通过控制伺服驱动部件不工作，锁定滑动板的相对位置，压力传感器获取的压力数据实时变化为待测材料受约束时产生的形变应力。
进一步地，步骤C中的约束环境分为无初始约束力的约束环境和受恒定约束力的约束环境。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过控制半导体制冷器的工作电压方向，来切换半导体制冷器的制热端和制冷端，从而切换保温箱内所处环境为高温环境或低温环境，实现同一个装置能够测定材料在不同环境下受到温度影响发生的形变；
2、本发明通过伺服驱动部件和压力传感器之间的配合，改变伺服驱动部件是否工作，使得待测材料能够在自由环境下或约束环境下发生形变；
3、本发明通过压力传感器能够实时测量待测材料发生形变时所具有的形变应力；
4、本发明通过位移传感器能够实时测量待测材料发生形变时所产生的尺寸变化量，无需取出材料后测量，使得测定更加准确，避免弹性形变的干扰。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的放置架上零件装配示意图；
图3为本发明公开的放置架结构示意图；
图4为本发明公开的压力传感器装配位置示意图；
图5为本发明公开的滚动机构装配示意图
图6为图5中A处的放大示意图；
图7为本发明公开的半导体制冷器的结构示意图；
图8为本发明公开的温度控制流程示意图；
图9为本发明公开的待测材料测试过程示意图；
图中标记：1-保温箱；2-半导体制冷器；21-半导体制冷片；22-散热片；3-放置架；31-横板；32-纵板；33-竖板；34-滑槽；4-滑动板；41-横向滑动板；42-纵向滑动板；43-竖向滑动板；44-滚动机构；5-位移传感部件；6-伺服驱动部件；7-压力传感器。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
需要说明的是，众所周知，所有传感器(本发明中的温度传感器、压力传感器7和位移传感部件5)、执行部件(本发明中半导体制冷器2、伺服驱动部件6)、控制部件(微处理器)工作均需要能量(电能)，其可以由蓄电池等能量供应设备提供，具体的连接方式是本领域技术人员所只晓得，也不是本发明的发明点所在，在此不再做过多说明。
实施例1
如图1-图9所示，一种实时测定材料热冷形变性能的装置，包括保温箱1和微处理器，微处理器是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器，其能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，是微型计算机的运算控制部分，当然，也可以用可编译单片机来代替微处理器；保温箱1能够隔绝箱内与箱外的热量交换，提高箱内温度恒定时间，通常是在箱体内壁上设置保温层，保温层有保温材料制成。
在本实施例中，所述保温箱1的侧面上装配有若干个半导体制冷器2，半导体制冷器2的核心部件为半导体制冷片21，其具有制冷端和制热端，吸收热量的一端为制冷端，释放热量的一端为制热端，制冷端和制热端相互对立且能够相互替换，其通过改变工作电压方向实现制冷端与制热端的替换；所述保温箱1内设置有温度传感器，温度传感器能够获取保温箱1内的温度数据；所述半导体制冷器2、温度传感器均电信号连接于微处理器，形成温度传感器-微处理器-半导体制冷器2反馈控制回路，以使得箱体内的温度保持在恒定的待测温度。
具体的，温度传感器获取的温度数据传递给微处理器，微处理器判断保温箱1内的实际温度与待测温度相对大小(待测温度人为设定)，若实际温度小于待测温度，所述半导体制冷器2受到正向电压，其位于保温箱1内的一端为制热端，提高保温箱1内的实际温度；若实际温度高于待测温度，所述半导体制冷器2受到负向电压，其位于保温箱1内的一端为制冷端，降低保温箱1内的实际温度；两种方式均是为了使实际温度趋向待测温度。
需要说明的是，在本实施例中，使用半导体制冷器2的目的至少存在如下两个：
第一，用于控制保温箱1内的温度平衡，尽可能的降低保温箱1内温度的改变，保证待测材料所处环境中的温度变化在可允许的范围内，提高待测材料在某一温度下发生形变的数据准确性；
第二，用于使保温箱1内具有高温或低温环境。
在本实施例中，如图1-图3所示，所述保温箱1内设置有由两两垂直的横板31、纵板32和竖板33组成的放置架3，即横板31平行于x-y平面，纵板32平行于y-z平面，竖板33平行于x-z平面，横板31、纵板32和竖板33相互固定连接，用于放置待测材料。进一步地，所述放置架3上滑动连接有滑动板4，滑动板4分为横向滑动板41、纵向滑动板42以及竖向滑动板43；其中，横向滑动板41平行于y-z平面，能够沿着x轴方向滑动，以测量待测材料在x轴方向上的形变量；纵向滑动板42平行于x-z平面，能够沿着y轴方向滑动，以测量待测材料在y轴方向上的形变量；竖向滑动板43平行于x-y平面，能够沿着z轴方向滑动，以测量待测材料在z轴方向上的形变量；横板31、纵板32、竖板33、横向滑动板41、纵向滑动板42和竖向滑动板43形成类似六面体结构，待测材料放置与六面体结构内。
进一步地，每块滑动板4均连接有伺服驱动部件6和位移传感部件5，伺服驱动部件6或/和位移传感部件5装配于保温箱1的内壁上或者放置架3上，伺服驱动部件6可选择直线电机、可控液压杆或者滚珠丝杆副与伺服电机配合的驱动机构，用于驱动对应的滑动板4移动或锁定对应的滑动板4的位置；具体的，当伺服驱动部件6受到微处理器的工作指令后，伺服驱动部件6工作，带着滑动板4移动，为待测材料在温度作用下自由形变提供基础；当伺服驱动部件6不工作时，约束滑动板4的相对位置，为待测材料在温度作用下受约束形变提供基础。位移传感部件5可用位移传感器，用于获取对应的滑动板4的位移量。所述滑动板4上靠近上述六面体结构内部的端面设置有压力传感器7，用于获取对应的滑动板4与待测材料之间压力。
在本实施例中，位移传感部件5将获取的位移数据传递至微处理器中进行实时记录；压力传感器7将获取的压力数据传递至微处理器进行分析处理；伺服驱动部件的工作与否受微处理器控制，微处理器根据压力传感器7获取的压力数据来对伺服驱动部件进行具体控制。
在本实施例中，压力传感器7具有的压力数据在可允许的压力数据范围内时，认为对应的滑动板4与测定材料相贴合，该压力值范围应该尽可能的小，减少测量误差。
在本实施例中，通过压力传感器7和滑动板4与伺服驱动部件6连接，能够避免竖向滑动板43自身重力作用于待测材料表面对待测材料形变产生的影响，减少待测材料在测定形变性能时受到的干扰。
综上所述，本实施例通过控制半导体制冷器2的工作电压方向，来切换半导体制冷器2的制热端和制冷端，从而切换保温箱1内所处环境为高温环境或低温环境，实现同一个装置能够测定材料在不同环境下受到温度影响发生的形变；通过伺服驱动部件6和压力传感器7之间的配合，改变伺服驱动部件6是否工作，使得待测材料能够在自由环境下或约束环境下发生形变；通过压力传感器7能够实时测量待测材料发生形变时所具有的形变应力；通过位移传感器能够实时测量待测材料发生形变时所产生的尺寸变化量，无需取出材料后测量，使得测定更加准确，避免弹性形变的干扰。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步地提出可实施的具体实施方式。
一种可行的具体实施方式，所述温度传感器为若干个，若干个温度传感器均匀分布于保温箱1的内部空间，以反应保温箱1内的温度分布均匀状态。具体的，在本实施方式中，保温箱1为正六面体，其温度传感器的数量至少为八个，正六面体的八个内角处均设置有温度传感器，当所有温度传感器处于同一温度时，说明保温箱1内的温度分布均匀。
需要说明的是，微处理器获取的温度数据可以为若干个温度传感器的平均温度。
一种可行的具体实施方式，如图1所示，所述保温箱1上至少存在两个相互垂直的侧面上设置有若干个半导体制冷器2，以使得温度更容易扩散至整个保温箱1。
一种可行的具体实施方式，如图7所示，所述半导体制冷器2具有半导体制冷片21，并且半导体制冷片21的制热端和制冷端均设置有若干块散热片22，若干块散热片22均匀布置，使得半导体制冷器2产生热量或冷量通过散热片22扩散至保温箱1内，提高保温箱1内的温度达到测定温度的速度。
一种可行的具体实施方式，如图3所示，所述横板31和竖板33上开设有横向滑槽34，横向滑槽34的可滑动方向沿着x轴，所述横向滑动板41与横向滑槽34滑动连接，实现横向滑动板41能够沿着x轴方向滑动，以测量待测材料在x轴方向上的形变量；所述横板31和纵板32上开设有纵向滑槽34，纵向滑槽34的可滑动方向沿着y轴，所述纵向滑动板42与纵向滑槽34滑动连接，实现纵向滑动板42能够沿着y轴方向滑动，以测量待测材料在y轴方向上的形变量；所述纵板32和竖板33上开设有竖向滑槽34，竖向滑槽34的可滑动方向沿着z轴，所述竖向滑动板43与竖向滑槽34滑动连接，实现竖向滑动板43能够沿着z轴方向滑动，以测量待测材料在z轴方向上的形变量；各个滑动板4采用该方式与放置架3连接，能够受到两个相互垂直的平面约束，保证其滑动方向的稳定性。
进一步地，所述横向滑动板41、纵向滑动板42和竖向滑动板43上与滑槽34接触的位置设置有滚动机构44，一方面保证滑动稳定，另一方面将滑动板4与滑槽34之间的滑动摩擦改变成滚动摩擦，降低滑动板4与滑槽34之间的静摩擦力，减少静摩擦力抵消待测材料发生形变对压力传感器7产生的挤压力的量，提高压力传感器7获取的压力数据准确性。
进一步地，如图5-图6所示，所述滚动机构44可以为滚轮与滚轴形成滚动机构44，滚轴与滚轮固定连接，滚轴通过轴承与对应的滑动板4转动连接；或者滚轴与对应的滑动板4固定连接，滚轮与滚轴通过轴承转动连接。
当然，所述滚动机构44也可以为嵌入于对应的滑动板4的滚珠，滚珠与滑动板4能够产生相对滚动。
一种可行的具体实施方式，所述压力传感器7与微处理器之间设置有用于放大信号的信号放大器，压力传感器7是将压力信号转变成电信号传输给控制器，所以该信号放大器可选隔离放大器模块、增益放大器或者电流放大器中的任意一种，以放大信号，从而降低压力信号失真；并且能够缩小可允许压力数据。
实施例3
在实施例1-2中任意一种实施方式的基础上，进一步地提出可行的具体实施方式。
保温箱1具有箱门(附图中并没有画出)，该箱门能够开启或封闭保温箱1，方便待测材料的取出和放入。
实施例4
如图1-图7所示，一种实时测定材料热冷形变性能的实时测定方法，应用实施例1-3任意一中实施方式公开的实时测定材料热冷形变性能的装置，包括以下步骤：
步骤A：开启箱门，将待测材料放置于放置架3上，关闭箱门；
步骤B：微处理器控制伺服驱动部件6工作，当安装在滑动板4上的压力传感器7具有压力数据，认为伺服驱动部件6带着对应的滑动板4与待测材料表面贴合；
步骤C：通过微处理器控制伺服驱动部件6是否工作，控制待测材料所处环境在自由形变环境或约束形变环境；
步骤D：通过微处理器改变半导体制冷器2的工作电压方向，切换半导体制冷器2的制热端和制冷端，控制待测材料所处环境为高温环境或低温环境，并且配合温度传感器控制保温箱1内的温度保持在待测定温度；
步骤E：待测材料受温度影响发生形变；
步骤F：待测材料发生形变，使安装在滑动板4上的压力传感器7所具有的压力数据发生改变，微处理器通过控制伺服驱动部件6工作，使滑动板4远离或靠近待测材料以保持压力传感器7的压力数据状态，通过位移传感器获取滑动板4的实时位移量，从而获取待测材料的实时形变量；或/和微处理器通过控制伺服驱动部件6不工作，锁定滑动板4的相对位置，压力传感器7获取的压力数据实时变化为待测材料受约束时产生的形变应力。
具体的如下。
S1：若测定待测材料在自由环境下形变性能,包括步骤S11-步骤S145；
S11：开启箱门，将待测材料放置于放置架3上，并且材料与横板31、纵板32、竖板33均相贴；关闭箱门；
S12：微处理器控制各个伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6驱动对应的滑动板4与材料贴合，此时压力传感器7的压力数据在可允许的范围内。
S13：若测定待测材料在自由环境下热形变性能，包括步骤S131-步骤S135;
S131：微处理器控制半导体制冷器2工作，使得半导体制冷器2的制热端位于保温箱1内，升高保温箱1内的温度；
S132：温度传感器获取保温箱1内的温度,并且将温度数据反馈给微处理器，微处理器控制半导体制冷器2工作，使保温箱1内的温度保持在待测定温度；
S133：待测材料受热发生膨胀，对横向滑动板41或/和纵向滑动板42或/和竖向滑动板43产生挤压，设置在对应的滑动板4上的压力传感器7具有的压力数据信号增大；
S134：压力传感器7将压力数据信号变化经过信号放大器传递至微处理器，微处理器控制伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6带着对应的滑动板4远离待测材料，直到微处理器从压力传感器7处获取的压力数据在可允许的范围内；
S135：在进行步骤S133-S134的同时，位移传感部件5实时记录对应的滑动板4的位移量，以获取待测材料在对应方向上的实时形变量；并且位移传感部件5将获取的位移数据传递至微处理器。
S14：若测定待测材料在自由环境下冷形变性能，包括步骤S141-步骤S145；
S141：微处理器控制半导体制冷器2工作，使得半导体制冷器2的制冷端位于保温箱1内，降低保温箱1内的温度；
S142：温度传感器获取保温箱1内的温度,并且将温度数据反馈给微处理器，微处理器控制半导体制冷器2工作，使保温箱1内的温度保持在待测定温度；
S143：待测材料受冷发生收缩，待测材料远离横向滑动板41或/和纵向滑动板42或/和竖向滑动板43，设置在对应的滑动板4上的压力传感器7具有的压力数据信号减少或消失；
S144：压力传感器7将压力数据信号变化经过信号放大器传递至微处理器，微处理器控制伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6带着对应的滑动板4靠近待测材料，直到微处理器从压力传感器7处获取的压力数据在可允许的范围内；
S145：在进行步骤S143-S144的同时，位移传感部件5实时记录对应的滑动板4的位移量，以获取待测材料在对应方向上的实时形变量；并且位移传感部件5将获取的位移数据传递至微处理器。
S2：若测定待测材料约束环境下形变性能，包括步骤S21-步骤S245；
S21：开启箱门，将待测材料放置于放置架3上，并且材料与横板31、纵板32、竖板33均相贴；关闭箱门；
S22：微处理器控制各个伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6驱动对应的滑动板4与材料贴合；通过伺服驱动部件锁定约束所在方向上的滑动板4，被锁定的滑动板4称作为约束板，未被锁定的滑动板4称作为自由板。
S23：若测定待测材料无初始约束力下的约束环境下热变形性能，包括步骤S231-步骤S236；
S231：压力传感器7的压力数据均在可允许的范围内；
S232：微处理器控制半导体制冷器2工作，使得半导体制冷器2的制热端位于保温箱1内，升高保温箱1内的温度；
S233：温度传感器获取保温箱1内的温度,并且将温度数据反馈给微处理器，微处理器控制半导体制冷器2工作，使保温箱1内的温度保持在待测定温度；
S234：待测材料受热发生膨胀，对活动板和约束板均产生挤压，设置在对应的滑动板4上的压力传感器7具有的压力数据信号增大；
S235：压力传感器7将压力数据信号变化经过信号放大器传递至微处理器，微处理器控制与活动板连接的伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6带着活动板远离待测材料，直到微处理器从对应的压力传感器7处获取的压力数据在可允许的范围内；微处理器控制与约束板连接的伺服驱动部件6不工作，约束板位置不变，压力传感器7获取待测材料受热在该约束方向上产生的热应力，并传输至微处理器；
S236：在进行步骤S234-S235的同时，与活动板连接的位移传感部件5实时记录位移量，以获取待测材料在对应方向上的实时形变量；并且位移传感部件5将获取的位移数据传递至微处理器。
S24：若测定待测材料恒定约束力下的约束形变性能，包括步骤S241-步骤S2426；
S241：若测定待测材料恒定约束力下的约束热形变性能，包括步骤S2411-步骤S2416；
S2411：约束板上的压力传感器7上具有压力数据，该压力数据为约束板与待测材料之间的约束力；活动板上的压力传感器7的压力数据在可允许的范围内；
S2412：微处理器控制半导体制冷器2工作，使得半导体制冷器2的制热端位于保温箱1内，升高保温箱1内的温度；
S2413：温度传感器获取保温箱1内的温度,并且将温度数据反馈给微处理器，微处理器控制半导体制冷器2工作，使保温箱1内的温度保持在待测定温度；
S2414：待测材料受热发生膨胀，对约束板和活动板均产生挤压，设置在对应的滑动板4上的压力传感器7具有的压力数据信号增大；
S2415：压力传感器7将压力数据信号变化经过信号放大器传递至微处理器，微处理器控制伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6带着对应的滑动板4远离待测材料，直到微处理器从安装在活动板上的压力传感器7处获取的压力数据在可允许的范围内，微处理器从安装在约束板上的压力传感器7处获取的压力数据为约束力；
S2416：在进行步骤S2414-S2415的同时，位移传感部件5实时记录对应的滑动板4的位移量，以获取待测材料在对应方向上的实时形变量；并且位移传感部件5将获取的位移数据传递至微处理器。
S242：若测定待测材料恒定约束力下的约束冷形变性能，包括步骤S2421-步骤S2426；
S2421：约束板上的压力传感器7上具有压力数据，该压力数据为约束板与待测材料之间的约束力；活动板上的压力传感器7的压力数据在可允许的范围内；
S2422：微处理器控制半导体制冷器2工作，使得半导体制冷器2的制热端位于保温箱1内，升高保温箱1内的温度；
S2423：温度传感器获取保温箱1内的温度,并且将温度数据反馈给微处理器，微处理器控制半导体制冷器2工作，使保温箱1内的温度保持在待测定温度；
S2424：待测材料受冷发生收缩，待测材料远离约束板和活动板，设置在对应的滑动板4上的压力传感器7具有的压力数据信号减少或消失；
S2425：压力传感器7将压力数据信号变化经过信号放大器传递至微处理器，微处理器控制伺服驱动部件6工作，伺服驱动部件6带着对应的滑动板4靠近待测材料，直到微处理器从安装在活动板上的压力传感器7处获取的压力数据在可允许的范围内，微处理器从安装在约束板上的压力传感器7获取的压力数据为约束力；
S2426：在进行步骤S2424-S2425的同时，位移传感部件5实时记录对应的滑动板4的位移量，以获取待测材料在对应方向上的实时形变量；并且位移传感部件5将获取的位移数据传递至微处理器。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种实时测定材料热冷形变性能的装置，其特征在于：包括保温箱（1）和微处理器，所述保温箱（1）的侧面上装配有若干个半导体制冷器（2），所述保温箱（1）内设置有温度传感器，所述半导体制冷器（2）、温度传感器均电信号连接于微处理器；所述保温箱（1）内设置有由两两垂直的横板（31）、纵板（32）和竖板（33）组成的放置架（3），所述放置架（3）上滑动连接有滑动板（4），滑动板（4）分为横向滑动板（41）、纵向滑动板（42）以及竖向滑动板（43）；每块滑动板（4）均连接有伺服驱动部件（6）和位移传感部件（5），伺服驱动部件（6）或/和位移传感部件（5）装配于保温箱（1）的内壁上或者放置架（3）上，伺服驱动部件（6）用于驱动对应的滑动板（4）移动或锁定对应的滑动板（4）的位置，位移传感部件（5）用于获取对应的滑动板（4）的位移量；所述滑动板（4）上设置有用于获取对应的滑动板（4）与待测材料之间压力的压力传感器（7），所述压力传感器（7）、位移传感器信号连接于微处理器，所述微处理器电连接于伺服驱动部件。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述温度传感器为若干个，若干个温度传感器均匀分布于保温箱（1）的内部空间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述保温箱（1）上至少存在两个相互垂直的侧面上设置有若干个半导体制冷器（2）。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述半导体制冷器（2）具有半导体制冷片（21），并且半导体制冷片（21）的制热端和制冷端均设置有散热片（22）。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述横板（31）、纵板（32）和竖板（33）上均开设有滑槽（34），所述横向滑动板（41）与横板（31）、竖板（33）均滑动连接；所述纵向滑动板（42）与横板（31）、纵板（32）均滑动连接；所述竖向滑动板（43）与纵板（32）、竖板（33）均滑动连接。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述横向滑动板（41）、纵向滑动板（42）和竖向滑动板（43）上与滑槽（34）接触的位置设置有滚动机构（44）。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述压力传感器（7）与微处理器之间设置有用于放大信号的信号放大器。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的装置，其特征在于：所述保温箱（1）具有能够开启保温箱（1）和封闭保温箱（1）的箱门。
9.一种实时测定材料热冷形变性能的实时测定方法，应用权利要求1-8任意一项所述的实时测定材料热冷形变性能的装置，其特征在于：包括以下步骤：
步骤A：开启箱门，将待测材料放置于放置架（3）上，关闭箱门；
步骤B：微处理器控制伺服驱动部件（6）工作，当安装在滑动板（4）上的压力传感器（7）具有压力数据，认为伺服驱动部件（6）带着对应的滑动板（4）与待测材料表面贴合；
步骤C：通过微处理器控制伺服驱动部件（6）是否工作，控制待测材料所处环境在自由环境或约束环境；
步骤D：通过微处理器改变半导体制冷器（2）的工作电压方向，切换半导体制冷器（2）的制热端和制冷端，控制待测材料所处环境为高温环境或低温环境，并且配合温度传感器控制保温箱（1）内的温度保持在待测定温度；
步骤E：待测材料受温度影响发生形变；
步骤F：待测材料发生形变，使压力传感器（7）所具有的压力数据发生改变，微处理器通过控制伺服驱动部件（6）工作，使对应的滑动板（4）远离或靠近待测材料以保持压力传感器（7）的压力数据状态，通过位移传感器获取滑动板（4）的实时位移量，从而获取待测材料的实时形变量；或/和微处理器通过控制伺服驱动部件（6）不工作，锁定滑动板（4）的相对位置，压力传感器（7）获取的压力数据实时变化为待测材料受约束时产生的形变应力。
10.根据权利要求9所述的实时测定方法，其特征在于：步骤C中的约束环境分为无初始约束力的约束环境和受恒定约束力的约束环境。
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