CN119666061A - 压电驱动器测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于测试设备技术领域，提供了一种压电驱动器测试装置及方法，上述压电驱动器测试装置包括主架体、夹持施力机构、电连通机构以及位移检测机构。将第一夹持组件固设于主架体上，并通过力加载组件驱动第二夹持运动以实现样品的夹紧固定。在力加载组件的驱动端与第二夹持组件之间设置有力感应单元，检测力加载组件向第二夹持组件与样品施加的推力、及样品对第二夹持组件施加的反作用力。还可以通过电连通机构对施加样品上的测试电压的调节与检测，通过位移检测机构对第二夹持组件的位置也即样品的长度变化进行检测。通过夹持施力结构、位移检测机构以及电连通机构的配合，可以实现对样品的阻塞力参数、刚度参数与最大位移参数的测量。

Description

压电驱动器测试装置及方法

技术领域

本发明属于测试设备技术领域，尤其涉及一种压电驱动器测试装置及方法。

背景技术

压电驱动器是一种利用压电效应来产生高精度位移或力的装置，可以用来驱动物体运动或者调节物体的位置。常应用于精密仪器设备的定位控制，如精密光学系统、半导体制造、航空航天微控制系统、微流体控制、微型手术工具等领域。其中在压电驱动器使用前，需要知晓压电驱动器的基本功能参数，例如最大位移、阻塞力或者刚度等，以为后续系统设计提供精确的数值支撑。但是现有的压电驱动器大多存在着参数检测困难的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压电驱动器测试装置及方法，旨在解决现有技术中的压电驱动器在使用时存在着的参数检测困难的技术问题。

本发明是这样实现的，第一方面，提供一种压电驱动器测试装置，包括：

主架体；

夹持施力机构，所述夹持施力机构包括第一夹持组件、第二夹持组件、力加载组件以及力感应单元，所述第一夹持组件固设于所述主架体上，所述第二夹持组件与相对于所述第一夹持组件具有沿第一方向活动的自由度，所述第二夹持组件用于与所述第一夹持组件配合将样品夹紧固定，所述力加载组件的驱动端与所述第二夹持组件相连，所述力加载组件用于驱动所述第二夹持组件沿所述第一方向运动，所述力感应单元设置于所述力加载组件的驱动端与所述第二夹持组件之间，所述力感应单元用于检测所述力加载组件向所述第二夹持组件以及样品施加的推力、及所述样品对第二夹持组件施加的反作用力；

电连通机构，所述电连通机构设置在所述主架体上，用于将被夹持后的所述样品与外部电路电性连接，以对所述样品施加预设的电压；以及

位移检测机构，所述位移检测机构设置于所述主架体，所述位移检测机构用于检测所述第二夹持组件的位置、以监测所述样品的长度变化。

在一个可选实施例中，所述位移检测机构包括位移传感器与调节组件，且所述调节组件设置于所述位移传感器与所述主架体之间，用于调节所述位移传感器与所述主架体之间的相对位置。

在一个可选实施例中，所述调节组件包括位移底座、传感器支架以及调节驱动单元，所述位移底座固设于所述主架体上，所述传感器支架的第一端滑动连接于所述位移底座，且第二端向靠近所述第二夹持组件的方向延伸，所述位移传感器设置于所述传感器支架的第二端，所述调节驱动单元设置于所述位移底座上，且所述调节驱动单元的驱动端与所述传感器支架相连，用于驱动所述传感器支架沿所述第一方向滑动。

在一个可选实施例中，所述力加载组件的驱动端与所述第二夹持组件之间设置有支撑连接柱，所述支撑连接柱上设置有避让结构，所述传感器支架的第二端延伸至所述避让结构的内部。

在一个可选实施例中，所述电连通机构包括柔性电极以及电极驱动组件，所述柔性电极的数量为两个，两所述柔性电极相对于所述主架体均具有沿第二方向活动的自由第，两个所述柔性电极相对设置，所述电极驱动组件用于驱动两个所述柔性电极相对或相背运动。

在一个可选实施例中，所述电极驱动组件包括电极滑轨、绝缘滑动块、电极安装座以及电极驱动单元，所述电极滑轨固设于所述主架体上，且沿所述第二方向设置，所述绝缘滑动块与所述电极安装座的数量均为两个，两所述绝缘滑动块均滑动设置于所述电极滑轨上，所述电极驱动单元用于驱动两个所述绝缘滑动沿所述电极滑轨相对或相背运动，且两个所述柔性电极均通过所述电极安装座安装至所述绝缘滑动块上。

在一个可选实施例中，所述第一方向为竖直方向，所述第二夹持组件位于所述第一夹持组件的下方。

在一个可选实施例中，所述第二夹持组件包括下压头部、下压头底座以及弹性件，所述下压头部用于与所述样品的低端相互抵接，所述下压头底座设置于所述下压头部的下方，所述弹性件设置于所述下压头底座与所述下压头部之间，用于对所述下压头部进行支撑。

在一个可选实施例中，所述第二夹持组件包括上压头部以及上压头底座，所述上压头底座固设于所述主架体上，所述上压头部设置于所述上压头底座上，且位于所述下压头部的正上方。

第二方面，提供一种压电驱动器测试方法，包括如下步骤：

将样品放置于第一夹持组件与第二夹持组件之间，力加载组件驱动第二夹持组件向靠近第一夹持组件的方向运动，以测试压力将样品夹紧；

将位移检测机构的检测端调整零位，通过电连通机构将被夹紧后的样品与外部电路电性连接，并通过外部电路并对样品施加测试电压；

将第二夹持组件的位置数值、测试电压数值以及测试压力数值中的一个定义为第一数值，其余两个为第二数值与第三数值，保持第一数值的数值不变，并线性改变第二数值与第三数值其中一个的大小，同时记录第二数值与第三数值中另一个的大小变化，根据上述数值变化计算出相应的样品参数；

在沿第一方向上，力加载组件驱动第二夹持组件向远离第一夹持组件的方向运动，并将样品从第一夹持组件与第二夹持组件之间取下。

本发明相对于现有技术的技术效果是：在主架体上设置有包括第一夹持组件、第二夹持组件、力加载组件以及力感应单元的夹持施力结构。将第一夹持组件固设于主架体上，并通过力加载组件驱动第二夹持运动以实现样品的夹紧固定。在力加载组件的驱动端与第二夹持组件之间设置有力感应单元，可以检测力加载组件向第二夹持组件以及样品施加的推力、及样品对第二夹持组件施加的反作用力。同时还可以通过电连通机构对施加样品上的测试电压的调节与检测，通过位移检测机构对第二夹持组件的位置也即样品的长度变化进行检测。与现有技术中的测试装置相比，通过夹持施力结构、位移检测机构以及电连通机构的配合，可以实现对样品的阻塞力参数、刚度参数以及最大位移参数的测量，使样品的各项参数的测量更准确，也提高了测量的便捷性。

可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的压电驱动器测试装置的结构示意图；

图2是图1中沿A方向的侧视结构示意图；

图3是图1中沿B方向的侧视结构示意图；

图4是本发明实施例所采用的夹持施力机构的结构示意图；

图5是本发明实施例所采用的位移检测机构的结构示意图；

图6是本发明实施例所采用的电连通机构的结构示意图。

附图标记说明：

1、主架体；2、夹持施力机构；21、第一夹持组件；211、上压头部；212、上压头底座；22、第二夹持组件；221、下压头部；222、下压头底座；223、弹性件；23、力加载组件；24、力感应单元；3、电连通机构；31、柔性电极；32、电极驱动组件；321、电极滑轨；322、绝缘滑动块；323、电极安装座；324、电极驱动单元；4、位移检测机构；41、位移传感器；42、调节组件；421、位移底座；422、传感器支架；423、调节驱动单元；424、夹持件；5、样品；6、外部电路；7、支撑连接柱；71、避让结构。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参照图1至图4所示，在本发明实施例中，第一方面，提供一种压电驱动器测试装置，包括主架体1、夹持施力机构2、电连通机构3以及位移检测机构4。夹持施力机构2包括第一夹持组件21、第二夹持组件22、力加载组件23以及力感应单元24，第一夹持组件21固设于主架体1上，第二夹持组件22与相对于第一夹持组件21具有沿第一方向活动的自由度，第二夹持组件22用于与第一夹持组件21配合将样品5夹紧固定，力加载组件23的驱动端与第二夹持组件22相连，力加载组件23用于驱动第二夹持组件22沿第一方向运动，力感应单元24设置于力加载组件23的驱动端与第二夹持组件22之间，力感应单元24用于检测力加载组件23向第二夹持组件22以及样品5施加的推力、及样品5对第二夹持组件22施加的反作用力。电连通机构3设置在主架体1上，用于将被夹持后的样品5与外部电路6电性连接，以对样品5施加测试电压。位移检测机构4设置于主架体1，用于检测第二夹持组件22的位置、以监测样品5的长度变化。

具体的，主架体1是指具有一定高度的支撑部件，主架体1可以是柱状、板状或者多种形状组合而成。夹持施力机构2是指可以将物体夹紧并对物体施加一定作用力的机构。在夹持施力机构2中第一夹持组件21与第二夹持组件22均是指具有一定体积的块状部件，通过将第一夹持组件21固设于主架体1上使其位置保持固定，第二夹持组件22与相对于第一夹持组件21具有沿第一方向活动的自由度，可以通过第二夹持组件22的运动实现样品5的夹紧与松开。力加载组件23是指可以驱动物体沿直线运动的部件或者组件，力加载组件23可以是气缸、液压缸或者电动推杆等，力加载组件23也可以是丝杠滑块组件与电机组成的驱动结构。

力感应单元24是指能够感受并测量力的器件，可以将力转换为电信号。通常可以包括弹性体、敏感元件以及信号转换电路等部分组成。敏感元件的工作原理可以分为应变式、压电式以及电容式等。电连通机构3是指用于将样品5与外部电路6电性连接的部件或组件，可以通过设置可以活动并且与外部电路6电性连通的导体部件，例如电极。并通过控制导体部件与样品5连接端的接触或者分开来实现样品5与外部电路6的通断。位移检测机构4是指用于检测物体位置变化的部件或组件，位移检测机构4可以是单独的位移传感器41，也可以通过将位移传感器41与其他结构组合在一起组成位移检测机构4，使物体的位移检测更方便。

本实施例中压电驱动器测试装置，工作过程如下：

将样品5放置于第一夹持组件21与第二夹持组件22之间，力加载组件23驱动第二夹持组件22向靠近第一夹持组件21的方向运动，以测试压力将样品5夹紧。位移检测机构4的检测端调整零位，通过电连通机构3将被夹紧后的样品5与外部电路6电性连接，并通过外部电路6并对样品5施加测试电压。将第二夹持组件22的位置变化数值、测试电压数值以及测试压力数值中的一个定义为第一数值，其余两个为第二数值与第三数值，在测试过程中可以保持第一数值的数值不变，并线性改变第二数值与第三数值其中一个的大小，同时记录第二数值与第三数值中另一个的大小变化。根据上述数值变化计算出相应的样品5参数。例如可以保持第二夹持组件22的位置不变，通过线性改变施加在样品5上的测试电压的数值，同时获取并记录里传感器处输出的测试压力的数值，可以得到样品5的电压-力曲线，从而计算出样品5的阻塞力参数。可以控制力加载组件23的工作状态保持施加在样品5上的测试压力数值不变，通过线性改变施加在样品5上的测试电压的数值，同时获取并记录位移检测机构4输出的第二夹持组件22位置变化的数值，就可以得到样品5的电压-位移曲线，从而计算出样品5的最大位移参数。还可以保持施加在样品5上的测试电压数值不变，通过控制力加载组件23的工作状态线性改变施加在样品5上的测试压力的数值，同时获取并记录位移检测机构4输出的第二夹持组件22位置变化的数值，就可以得到样品5的力-位移曲线，从而计算出样品5的刚度参数。最后通过力加载组件23驱动第二夹持组件22向远离第一夹持组件21的方向运动，并将样品5从第一夹持组件21与第二夹持组件22之间取下，完成样品5的整个检测过程。

需要了解的是，上述样品5的阻塞力参数、刚度参数以及最大位移参数的计算过程均为现有技术中已经公开的常规技术手段，在此不再赘述。

本发明实施例提供的压电驱动器测试装置，在主架体1上设置有包括第一夹持组件21、第二夹持组件22、力加载组件23以及力感应单元24的夹持施力结构。将第一夹持组件21固设于主架体1上，并通过力加载组件23驱动第二夹持运动以实现样品5的夹紧固定。在力加载组件23的驱动端与第二夹持组件22之间设置有力感应单元24，可以检测力加载组件23向第二夹持组件22以及样品5施加的推力、及样品5对第二夹持组件22施加的反作用力。同时还可以通过电连通机构3对施加样品5上的测试电压的调节与检测，通过位移检测机构4对第二夹持组件22的位置也即样品5的长度变化进行检测。与现有技术中的测试装置相比，通过夹持施力结构、位移检测机构4以及电连通机构3的配合，可以实现对样品5的阻塞力参数、刚度参数以及最大位移参数的测量，使样品5的各项参数的测量更准确，也提高了测量的便捷性。

需要了解的是，本实施例中压电驱动器测试装置工作时，装置中的电器元件可以通过控制来进行控制与协调，其中通过控制器如何控制多个部件进行协同工作，是现有技术中已经公开的常规技术手段，在此不再赘述。

在一个实施例中，请参阅图3与图5，位移检测机构4包括位移传感器41与调节组件42，且调节组件42设置于位移传感器41与主架体1之间，用于调节位移传感器41与主架体1之间的相对位置。具体的，位移传感器41是指能够测量物体移动的距离，并且可以将测量结果转换成电信号。位移传感器41的测量方式可以包括接触式、激光式或者超声波式等。调节组件42是指用于调节物体位置的部件或组件。本实施例中，通过将调节组件42设置于位移传感器41与主架体1之间，可以根据样品5的尺寸并通过调节组件42对位移传感器41的位置进行调整，使测量时位移传感器41始终处于零位，也即位移传感器41数值为零的位置，使第二夹持组件22的测量更方便。

在一个实施例中，请参阅图5，调节组件42包括位移底座421、传感器支架422以及调节驱动单元423，位移底座421固设于主架体1上，传感器支架422的第一端滑动连接于位移底座421，且第二端向靠近第二夹持组件22的方向延伸，位移传感器41设置于传感器支架422的第二端，调节驱动单元423设置于位移底座421上，且调节驱动单元423的驱动端与传感器支架422相连，用于驱动传感器支架422沿第一方向滑动。具体的，位移底座421是指具有一定体积的部件，位移底座421可以是块状、板状或者柱状。传感器支架422是指具有一定长度的支撑部件，传感器支架422可以是柱状、板状或者条状等。调节驱动单元423是指驱动物体沿直线运动的部件或者组件，调节驱动单元423可以是气缸、液压缸或者电动推杆等。通过将传感器支架422的第一端滑动连接于位移底座421，且第二端向靠近第二夹持组件22的方向延伸，同时将位移传感器41设置于传感器支架422的第二端。调节驱动单元423设置于位移底座421上，且调节驱动单元423的驱动端与传感器支架422相连，用于驱动传感器支架422沿第一方向滑动，进而可以实现在第一方向上对位移传感器41的位置进行调整，使位移传感器41可以根据样品5的尺寸来进行调零操作，从而使样品5的各项参数的测量以及计算更加的方便快捷。

在一个可选的实施例中，请参阅图5，在传感器支架422的第二端设置有夹持件424，位移传感器41通过夹持件连接于传感器支架422的第二端，夹持件包括主体部以及拆卸设置在主体部上的夹紧部，位移传感器41夹持于主体部以及夹紧部之间。具体的，夹紧部通过紧固件插接连接于主体部上，并且在主体部以及夹紧部上均设置有用于容纳位移传感器41的限位凹槽，使位移传感器41固定更方便。

在上述特征调节组件42的基础上，请参阅图2与图3，力加载组件23的驱动端与第二夹持组件22之间设置有支撑连接柱7，支撑连接柱7上设置有避让结构71，传感器支架422的第二端延伸至避让结构71的内部。具体的，支撑连接柱7是指具有一定长度的柱状部件，支撑连接柱7的横截面可以是圆形、矩形或者多边形等。避让结构71是指用于避让其他部件的空开结构，例如避让凹槽、避让孔等，避让结构71可以沿第一方向设置，给位移传感器41的调整留出空间。同时在力加载组件23的驱动端与第二夹持组件22之间设置有支撑连接柱7，并在支撑连接柱7上设置有避让结构71，可以在将力加载组件23的驱动端与第二夹持组件22连接的同时，可以为将位移传感器41设置于第二夹持组件22在沿第一方向的路径上提供安装空间，从而可以使位移传感器41测量第二夹持组件22在沿第一方向上的位置变化更加的方便以及快捷。

在一个可选的实施例中，请参阅图2与图3，避让结构71包括设置在支撑连接柱7的避让开槽，并且避让开槽在沿支撑连接柱7厚度方向上贯穿支撑连接柱7设置，并且避让开槽在沿支撑连接柱7轴向上的一端开放，并且避让开槽开放的一端朝向第二夹持组件22设置，从而避免在位移传感器41位于避让开槽内部时，位移传感器41与第二夹持组件22之间还存在阻挡，使位移传感器41的测量更加方便准确。

在一个实施例中，请参阅图6，电连通机构3包括柔性电极31以及电极驱动组件32，柔性电极31的数量为两个，两柔性电极31相对于主架体1均具有沿第二方向活动的自由第，两个柔性电极31相对设置，电极驱动组件32用于驱动两个柔性电极31相对或相背运动。具体的，柔性电极31是指具有一定柔韧性的导电部件。电极驱动组件32是指可以驱动物体运动的部件或者组件。通过将两个柔性电极31相对设置，并且分别位于被夹持后样品5的两侧，然后可以在样品5需要与外部电路6连通时，通过电极驱动组件32驱动两个柔性电极31相对运动，并直至均与样品5的电连接端相互抵接，并在样品5与外部电路6需要断开时，通过电极驱动组件32驱动两个柔性电极31相被运动使样品5与外部电路6断开，使样品5与外部电路6的通断更方便。

在一个可选的实施例中，请参阅图6，柔性电极31的第一端连接于电极驱动组件32的驱动端，柔性电极31的第二端处还设置有朝向另一个柔性电极31弯曲的弯曲部。具体的，弯曲部是指将柔性电极31的第二端弯曲后形成，通过在柔性电极31的第二端处还设置有朝向另一个柔性电极31弯曲的弯曲部，可以使柔性电极31在相互靠近后通过弯曲部与样品5接触，使柔性电极31与样品5的接触更方便。

在一个实施例中，请参阅图6，电极驱动组件32包括电极滑轨321、绝缘滑动块322、电极安装座323以及电极驱动单元324，电极滑轨321固设于主架体1上，且沿第二方向设置，绝缘滑动块322与电极安装座323的数量均为两个，两绝缘滑动块322均滑动设置于电极滑轨321上，电极驱动单元324用于驱动两个绝缘滑动沿电极滑轨321相对或相背运动，且两个柔性电极31均通过电极安装座323安装至绝缘滑动块322上。具体的，电极滑轨321是指具有一定长度的滑轨结构，电极滑轨321可以沿第二方向设置，其中第二方向可以与第一方向相互垂直，例如当第一方向为竖直方向时第二方向为水平方向。绝缘滑动块322是指具有一定体积的绝缘部件。绝缘滑动块322可以是塑料、陶瓷或者硅胶等。电极安装座323是指具有一定体积的部件，在电极安装座323上通常设置有用于夹紧柔性电极31的安装结构。电极驱动单元324是指驱动物体运动的部件或者组件，电极驱动单元324可以是两个气缸组合、两个液压缸组合或者双向电动推杆等。将两个柔性电极31分别通过电极安装座323固定安装于绝缘滑动块322上，绝缘滑动块322滑动设置在电极滑轨321上，最后通过电极驱动单元324驱动两个绝缘滑动块322相对或者相背运动，从而实现两个柔性电极31的相互远离或者靠近，同时还能避免柔性电极31在与外部电路6连通时产生短路的现象，使电极驱动组件32使用更方便安全。

在一个实施例中，请参阅图1至图4，第一方向为竖直方向，第二夹持组件22位于第一夹持组件21的下方。具体的，通过将第二夹持组件22设置在第一夹持组件21的下方区域，然后可以将样品5也沿竖直方向设置，可以在样品5进行夹紧时将样品5首先放置在第二夹持组件22上，使样品5的固定更加方便安全。同时还可以避免重力对样品5的形状造成影响，使样品5始终处于竖直状态，使检测更精确。

在一个实施例中，请参阅图4，第二夹持组件22包括下压头部221、下压头底座222以及弹性件223，下压头部221用于与样品5的低端相互抵接，下压头底座222设置于下压头部221的下方，弹性件223设置于下压头底座222与下压头部221之间，用于对下压头部221进行支撑。具体的，下压头部221与下压头底座222均是指具有一定体积的块状部件，下压头部221与下压头底座222通常采用刚性较大的部件，以避免下压头部221自身发生形变影响样品5的测量结果。弹性件223是指具有一定弹性的部件，例如橡胶等，并且弹性件223变形至变形极限所需要的压力小于样品5在测试时受到的压力，此时通过在下压头部221与下压头底座222之间设置有弹性件223，在力加载组件23对样品5施加压力的开始阶段，通过弹性件223起到一定的缓冲作用，以避免对样品5造成损坏。

在一个可选的实施例中，请参阅图4，在下压头部221的顶面设置有用于容纳样品5的定位结构。具体的，定位结构是指可以对物体的位置定位的结构，定位结构可以是定位凹槽或者定位孔等结构，可以在样品5被上压头部211以及下压头部221夹紧之前对样品5进行定位以及一定程度上的支撑，使样品5的夹紧更方便。

在一个实施例中，请参阅图4，第一夹持组件21包括上压头部211以及上压头底座212，上压头底座212固设于主架体1上，上压头部211设置于上压头底座212上，且位于下压头部221的正上方。具体的，上压头部211与上压头底座212均是指具有一定体积的部件，并且上压头部211与上压头底座212通常采用刚性较大的部件，以避免上压头部211与上压头底座212自身发生形变影响样品5的测量结果。上压头部211通过上压头底座212安装至主架体1上，可以使上压头部211的安装固定更加的方便，同时固定也更牢固。

第二方面，提供一种压电驱动器测试方法，包括如下步骤：

将样品5放置于第一夹持组件21与第二夹持组件22之间，力加载组件23驱动第二夹持组件22向靠近第一夹持组件21的方向运动，以测试压力将样品5夹紧。

具体的，在样品5夹紧时，首先将样品5放置到第二夹持组件22上，力加载组件23驱动第二夹持组件22向靠近第一夹持组件21的方向运动，直至样品5被夹紧。

将位移检测机构4的检测端调整零位，通过电连通机构3将被夹紧后的样品5与外部电路6电性连接，并通过外部电路6并对样品5施加测试电压。

具体的，零位是指位移检测机构4的检测端处于检测数值为零的位置，这个位置可以根据样品5自身的尺寸进行设置。通过电连通机构3上的两个接触端与样品5的电连接端接触，从而实现将样品5与外部电路6相连接的目的。

将第二夹持组件22的位置数值、测试电压数值以及测试压力数值中的一个定义为第一数值，其余两个为第二数值与第三数值，保持第一数值的数值不变，并线性改变第二数值与第三数值其中一个的大小，同时记录第二数值与第三数值中另一个的大小变化，根据上述数值变化计算出相应的样品5参数。

具体的，可以保持第二夹持组件22的位置不变，通过线性改变施加在样品5上的测试电压的数值，同时获取并记录里传感器处输出的测试压力的数值，可以得到样品5的电压-力曲线，从而计算出样品5的阻塞力参数。

可以控制力加载组件23的工作状态保持施加在样品5上的测试压力数值不变，通过线性改变施加在样品5上的测试电压的数值，同时获取并记录位移检测机构4输出的第二夹持组件22位置变化的数值，就可以得到样品5的电压-位移曲线，从而计算出样品5的最大位移参数。还可以保持施加在样品5上的测试电压数值不变，通过控制力加载组件23的工作状态线性改变施加在样品5上的测试压力的数值，同时获取并记录位移检测机构4输出的第二夹持组件22位置变化的数值，就可以得到样品5的力-位移曲线，从而计算出样品5的刚度参数。

在沿第一方向上，力加载组件23驱动第二夹持组件22向远离第一夹持组件21的方向运动，并将样品5从第一夹持组件21与第二夹持组件22之间取下。

可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

实施例一

将被测样品5放置于下压头部221的中心。

力加载组件23驱动下压头部221上升，并同时带动被测样品5上升，直至样品5的上端与上压头接触且力感应单元24测量值到设定值。

电极驱动组件32带动两个柔性电极31相互靠近，直至柔性电极31与被测样品5两侧的电连接端稳定接触，实现样品5与外部电路6的连通。

将位移检测机构4调整到位移检测机构4测量值为位置。

保持下压头部221的位置恒定不变，外部电路6按设定速度加载三角波电压，采集位电源反馈的电压值、力传感单元测量的力值，直到三角波电压加载结束，同时绘制恒定位移模式下的电压-力曲线，并计算样品5的阻塞力。

力加载组件23驱动下压头部221下降，并在停止后取下样品5，测量结束。

实施例二

将被测样品5放置于下压头部221的中心。

力加载组件23驱动下压头部221上升，并同时带动被测样品5上升，直至样品5的上端与上压头接触且力感应单元24测量值到设定值。

电极驱动组件32带动两个柔性电极31相互靠近，直至柔性电极31与被测样品5两侧的电连接端稳定接触，实现样品5与外部电路6的连通。

将位移检测机构4调整到位移检测机构4测量值为位置。

通过力加载组件23保持施加在样品5两端的测试压力不变，外部电路6按设定速度加载三角波电压。采集位移传感器41测量的位移值、电源反馈的电压值直到三角波电压加载结束，绘制样品5的电压-位移曲线，并计算最大位移。

力加载组件23驱动下压头部221下降，并在停止后取下样品5，测量结束。

实施例三

将被测样品5放置于下压头部221的中心。

力加载组件23驱动下压头部221上升，并同时带动被测样品5上升，直至样品5的上端与上压头接触且力感应单元24测量值到设定值。

电极驱动组件32带动两个柔性电极31相互靠近，直至柔性电极31与被测样品5两侧的电连接端稳定接触，实现样品5与外部电路6的连通。

将位移检测机构4调整到位移检测机构4测量值为位置。

外部电路6对样品5施加恒定的测试电压。通过力加载组件23改变施加在样品5上的测试压力，同时位移传感器41下压头部221的位置变化值。采集位移传感器41测量的位移值、力传感器测量的力值，直到施加在样品5上的测试压力加载结束，同时绘制恒定电压模式下的力-位移曲线，并计算样品5的刚度参数。

力加载组件23驱动下压头部221下降，并在停止后取下样品5，测量结束。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，仅具体描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压电驱动器测试装置，其特征在于，包括：

主架体；

夹持施力机构，所述夹持施力机构包括第一夹持组件、第二夹持组件、力加载组件以及力感应单元，所述第一夹持组件固设于所述主架体上，所述第二夹持组件与相对于所述第一夹持组件具有沿第一方向活动的自由度，所述第二夹持组件用于与所述第一夹持组件配合将样品夹紧固定，所述力加载组件的驱动端与所述第二夹持组件相连，所述力加载组件用于驱动所述第二夹持组件沿所述第一方向运动，所述力感应单元设置于所述力加载组件的驱动端与所述第二夹持组件之间，所述力感应单元用于检测所述力加载组件向所述第二夹持组件以及样品施加的推力、及所述样品对第二夹持组件施加的反作用力；

电连通机构，所述电连通机构设置在所述主架体上，用于将被夹持后的所述样品与外部电路电性连接，以对所述样品施加测试电压；以及

位移检测机构，所述位移检测机构设置于所述主架体，所述位移检测机构用于检测所述第二夹持组件的位置、以监测所述样品的长度变化。

2.如权利要求1所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述位移检测机构包括位移传感器与调节组件，且所述调节组件设置于所述位移传感器与所述主架体之间，用于调节所述位移传感器与所述主架体之间的相对位置。

3.如权利要求2所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述调节组件包括位移底座、传感器支架以及调节驱动单元，所述位移底座固设于所述主架体上，所述传感器支架的第一端滑动连接于所述位移底座，且第二端向靠近所述第二夹持组件的方向延伸，所述位移传感器设置于所述传感器支架的第二端，所述调节驱动单元设置于所述位移底座上，且所述调节驱动单元的驱动端与所述传感器支架相连，用于驱动所述传感器支架沿所述第一方向滑动。

4.如权利要求3所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述力加载组件的驱动端与所述第二夹持组件之间设置有支撑连接柱，所述支撑连接柱上设置有避让结构，所述传感器支架的第二端延伸至所述避让结构的内部。

5.如权利要求1所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述电连通机构包括柔性电极以及电极驱动组件，所述柔性电极的数量为两个，两所述柔性电极相对于所述主架体均具有沿第二方向活动的自由第，两个所述柔性电极相对设置，所述电极驱动组件用于驱动两个所述柔性电极相对或相背运动。

6.如权利要求5所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述电极驱动组件包括电极滑轨、绝缘滑动块、电极安装座以及电极驱动单元，所述电极滑轨固设于所述主架体上，且沿所述第二方向设置，所述绝缘滑动块与所述电极安装座的数量均为两个，两所述绝缘滑动块均滑动设置于所述电极滑轨上，所述电极驱动单元用于驱动两个所述绝缘滑动沿所述电极滑轨相对或相背运动，且两个所述柔性电极均通过所述电极安装座安装至所述绝缘滑动块上。

7.如权利要求1至6任一项所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述第一方向为竖直方向，所述第二夹持组件位于所述第一夹持组件的下方。

8.如权利要求7所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述第二夹持组件包括下压头部、下压头底座以及弹性件，所述下压头部用于与所述样品的低端相互抵接，所述下压头底座设置于所述下压头部的下方，所述弹性件设置于所述下压头底座与所述下压头部之间，用于对所述下压头部进行支撑。

9.如权利要求8所述的压电驱动器测试装置，其特征在于，所述第二夹持组件包括上压头部以及上压头底座，所述上压头底座固设于所述主架体上，所述上压头部设置于所述上压头底座上，且位于所述下压头部的正上方。

10.一种压电驱动器测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

将样品放置于第一夹持组件与第二夹持组件之间，力加载组件驱动第二夹持组件向靠近第一夹持组件的方向运动，以测试压力将样品夹紧；

将位移检测机构的检测端调整零位，通过电连通机构将被夹紧后的样品与外部电路电性连接，并通过外部电路并对样品施加测试电压；

将第二夹持组件的位置数值、测试电压数值以及测试压力数值中的一个定义为第一数值，其余两个为第二数值与第三数值，保持第一数值的数值不变，并线性改变第二数值与第三数值其中一个的大小，同时记录第二数值与第三数值中另一个的大小变化，根据上述数值变化计算出相应的样品参数；

在沿第一方向上，力加载组件驱动第二夹持组件向远离第一夹持组件的方向运动，并将样品从第一夹持组件与第二夹持组件之间取下。