本实用新型专利技术公开了一种同步测量小尺寸导电复合材料的应变及电阻的装置，其包括用于测量小尺寸导电复合材料发生形变时的应变值的引伸计、对称布置于小尺寸导电复合材料的上、下两端的两个陶瓷压头、贴设于陶瓷压头朝向小尺寸导电复合材料的表面上且用于与小尺寸导电复合材料充分接触的铜箔、设置于陶瓷压头背向小尺寸导电复合材料的表面上的刚性压头、用于测量小尺寸导电复合材料发生形变时的电阻值的电阻测量电路，引伸计夹持两个陶瓷压头，陶瓷压头的弹性模量大于或等于小尺寸导电复合材料的弹性模量的50倍，两个铜箔分别与电阻测量电路连接；优点是该装置结构简单、使用方便，且能够同步测量小尺寸导电复合材料发生形变后的应变值及电阻值。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种材料力学及电学性能的测量装置，尤其是涉及一种同步测量 小尺寸导电复合材料的应变及电阻的装置。
技术介绍
近几十年来，导电高聚物的压阻效应已成为研究热点，而导电高聚物的导电性主 要源于导电填料所构成的导电网络，在外加压力的作用下，高聚物基体的变形会导致导电 粒子的间距改变，使得导电复合材料的电阻发生相应改变，呈现应变-电阻耦合现象。 为分析导电复合材料的应变和导电性的相关机理，需同步测量导电复合材料的应 变和电阻。目前，常见的导电复合材料的应变测量装置采用引伸计实现应变测量，但存在以 下问题：1)仅适用于大尺寸导电复合材料，无法用于测量厚度为毫米级的小尺寸导电复合 材料的应变，这是因为：小尺寸导电复合材料的厚度太小，无法用引伸计来夹持小尺寸导电 复合材料；2)只能测量应变，而无法同时测量电阻；3)用引伸计夹持大尺寸导电复合材料 时需添加绝缘垫片，然而在应变测量过程中无法避免绝缘垫片的变形带来的影响。因此，有 必要研究一种结构简单、使用方便，且能够同时测量小尺寸导电复合材料的应变及电阻的 装直。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便，且能够同步测 量小尺寸导电复合材料的应变及电阻的装置。 本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种同步测量小尺寸导电复 合材料的应变及电阻的装置，包括用于测量小尺寸导电复合材料发生形变时的应变值的引 伸计，其特征在于还包括对称布置于小尺寸导电复合材料的上、下两端的两个陶瓷压头、贴 设于每个所述的陶瓷压头朝向小尺寸导电复合材料的表面上且用于与小尺寸导电复合材 料充分接触的铜箔、设置于每个所述的陶瓷压头背向小尺寸导电复合材料的表面上的刚性 压头、用于测量小尺寸导电复合材料发生形变时的电阻值的电阻测量电路，所述的引伸计 夹持两个所述的陶瓷压头，所述的陶瓷压头的弹性模量大于或等于小尺寸导电复合材料的 弹性模量的50倍，两个所述的铜箔分别与所述的电阻测量电路连接。 所述的电阻测量电路由直流稳压电源、可调电阻及用于获取所述的可调电阻两端 之间的电压的动态应力应变测试分析系统组成，所述的动态应力应变测试分析系统的输入 端和输出端与所述的可调电阻的两端对应连接，其中一个公共连接端直接与第一片所述的 铜箔连接，另一个公共连接端通过所述的直流稳压电源与第二片所述的铜箔连接；通过动 态应力应变测试分析系统测得可调电阻两端之间的电压值，然后根据直流稳压电源的电压 值、可调电阻两端之间的电压值及可调电阻的电阻值，可以得到小尺寸导电复合材料的电 阻值，该电阻测量电路不仅电路结构简单，而且由于采用了动态应力应变测试分析系统，因 此能够进一步提高得到的小尺寸导电复合材料的电阻值的准确性。 第一片所述的铜箔上引出有一根第一导线，第二片所述的铜箔上引出有一根第二 导线，所述的动态应力应变测试分析系统的输入端与所述的可调电阻的一端连接，且公共 连接端通过所述的第一导线与第一片所述的铜箔连接，所述的动态应力应变测试分析系统 的输出端与所述的可调电阻的另一端连接，且公共连接端与所述的直流稳压电源的正极连 接，所述的直流稳压电源的负极通过所述的第二导线与第二片所述的铜箔连接。 第一片所述的铜箔上引出有一根第一导线，第二片所述的铜箔上引出有一根第二 导线，所述的动态应力应变测试分析系统的输出端与所述的可调电阻的一端连接，且公共 连接端通过所述的第一导线与第一片所述的铜箔连接，所述的动态应力应变测试分析系统 的输入端与所述的可调电阻的另一端连接，且公共连接端与所述的直流稳压电源的正极连 接，所述的直流稳压电源的负极通过所述的第二导线与第二片所述的铜箔连接。 所述的直流稳压电源的电压范围为0?30伏。 所述的可调电阻的调节范围为0. 1?1000兆欧姆。 所述的可调电阻工作时的电阻值为小尺寸导电复合材料初始的电阻值的一半左 右，在此将可调电阻工作时的电阻值调节为小尺寸导电复合材料初始的电阻值的一半，为 准确测得小尺寸导电复合材料发生形变后的电阻值提供了进一步保障。 所述的陶瓷压头采用的陶瓷材料为氧化铝陶瓷，氧化铝陶瓷是一种高硬度的绝缘 材料，其弹性模量为360GPa，相比目前的高聚物基复合材料的弹性模量大两个数量级。 小尺寸导电复合材料的上、下两端的端面上分别均匀涂抹有导电银胶，可有效增 强小尺寸导电复合材料与两片铜箔之间的导电性能，从而可以提高测得的小尺寸导电复合 材料发生形变后的电阻值的准确性。 与现有技术相比，本技术的优点在于： 1)通过对称布置两个陶瓷压头，并在每个陶瓷压头的内侧表面上贴设铜箔，且使 铜箔与小尺寸导电复合材料充分接触，而引伸计直接夹持两个陶瓷压头，这样利用引伸计 就能测得小尺寸导电复合材料发生形变后的应变值；通过在两片铜箔上连接一个电阻测量 电路，就能同步测得小尺寸导电复合材料发生形变后的电阻值；此外，该装置结构简单，且 使用方便。 2)由于小尺寸导电复合材料为高聚物基复合材料，其弹性模量相比陶瓷压头的弹 性模量小50倍，因此在载荷作用力下，可以忽略陶瓷压头的应变，所有的应变均为小尺寸 导电复合材料的应变。 3)引伸计夹持的是两个陶瓷压头，因此适用于小尺寸导电复合材料的应变测量， 并且由于陶瓷压头绝缘且硬度高，因此引伸计夹持两个陶瓷压头时无需另外添置绝缘垫 片，且陶瓷压头在应变测量过程中也不会发生变形，不会对小尺寸导电复合材料的应变测 量带来影响。【附图说明】 图1为本技术的装置的结构示意图。【具体实施方式】 以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。 本技术提出的一种同步测量小尺寸导电复合材料的应变及电阻的装置，如图 所示，其包括用于测量小尺寸导电复合材料7发生形变时的应变值的引伸计8、对称布置于 小尺寸导电复合材料7的上、下两端的两个陶瓷压头4、贴设于每个陶瓷压头4朝向小尺寸 导电复合材料7的表面上且用于与小尺寸导电复合材料7充分接触的铜箔5、设置于每个陶 瓷压头4背向小尺寸导电复合材料7的表面上的刚性压头6、用于测量小尺寸导电复合材 料7发生形变时的电阻值的电阻测量电路，引伸计8夹持两个陶瓷压头4,陶瓷压头4的弹 性模量大于或等于小尺寸导电复合材料7的弹性模量的50倍，两片铜箔5与小尺寸导电复 合材料7充分接触可通过在工作前在两个刚性压头6上分别施加10N的预应力来实现，电 阻测量电路由直流稳压电源1、可调电阻3及用于获取可调电阻3两端之间的电压的动态应 力应变测试分析系统2组成当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同步测量小尺寸导电复合材料的应变及电阻的装置，包括用于测量小尺寸导电复合材料发生形变时的应变值的引伸计，其特征在于还包括对称布置于小尺寸导电复合材料的上、下两端的两个陶瓷压头、贴设于每个所述的陶瓷压头朝向小尺寸导电复合材料的表面上且用于与小尺寸导电复合材料充分接触的铜箔、设置于每个所述的陶瓷压头背向小尺寸导电复合材料的表面上的刚性压头、用于测量小尺寸导电复合材料发生形变时的电阻值的电阻测量电路，所述的引伸计夹持两个所述的陶瓷压头，所述的陶瓷压头的弹性模量大于或等于小尺寸导电复合材料的弹性模量的50倍，两个所述的铜箔分别与所述的电阻测量电路连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：熊诚，张明华，邵柏军，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。