【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压电材料测量，具体涉及一种光学位移测量系统。
技术介绍
1、目前，随着压电材料及其理论应用的不断发展，各种测量压电陶瓷的机电、弹性和介电参数的测量装置不断被开发，但在低成本下不易受环境影响的新型位移测量设备还没有被商业化的开发，同时低成本的条件下可以进行探索一些特别的性能和用途。
2、然而，在压电陶瓷试样轴向应变测量过程中，通常是通过铁电分析仪进行检测，容易受到测试环境的干扰和信号损耗等因素的影响，测试结果可能出现误差，数据处理繁琐。而且铁电测试仪相对于其他电学测试仪器来说较为昂贵，对于实验室或学校等财力有限的单位，购买和使用费用较高。目前在样品直径6-15mm,厚度0.5-5mm范围内，能适用高压电场环境的低成本位移测量设备还暂时缺乏，无法广泛的进行推广应用；且目前的一些测试仪器容易受环境影响，测量精确度较差。
3、现有公开号为cn2747587y的中国专利，公开了包括机壳，面板和位于机壳内的电路，面板上包括x接线柱、y接线柱以及接地柱，一对接线柱，该对接线柱分别与x接线柱和y接线柱短接，y接线柱与接地柱之间串有标准电容/标准电阻；机壳内的电路包括电压源、模拟信号产生电路、功率驱动电路、高压驱动电路、高压选择开关、正矩形脉冲产生电路、负矩形脉冲产生电路、双极性双脉冲合成电路和模拟/脉冲信号选择开关。但是公开号为cn2747587y的中国专利成本较高，无法广泛的进行推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术解决了现阶段高压电场环境下的轴向位移测量
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种光学位移测量系统，包括：
3、光学位移测试装置，通过夹持样品并施加电场，对样本进行轴向位移检测；
4、高压放大器，与光学位移测试装置连接，调节光学位移测试装置的输入电增益比例；
5、运算放大器，与光学位移测试装置连接，对光学位移测试装置的输出测量信号进行运算放大；
6、数据采集卡，分别连接于高压放大器和运算放大器，并连接有电脑端pc。
7、本技术方案中，主要包括有光学位移测试装置、高压放大器、运算放大器以及数据采集卡，光学位移测试装置为整体结构，其能够夹持检测样本并对其施加高压电场，以对其进行轴向位移检测；高压放大器通过导线和光学位移测试装置连接，主要进行电压增益比例调节，运算放大器能够对相应的测量信号进行运算放大，并将放大后的信号发送到数据采集卡上，数据采集卡能够将各项采集信息进行汇总，并发送至电脑端pc进行统一的处理。
8、本专利技术还进一步设置为：所述光学位移测试装置包括光纤位移传感器和上夹紧部，所述上夹紧部的一侧设置有下夹紧部，所述上夹紧部和下夹紧部通过移动杆来进行上下移动和旋转；所述光纤位移传感器通过导线与上夹紧部连接。
9、本技术方案中，光学位移测试装置主要包括上夹紧部、下夹紧部以及光纤位移传感器，本方案中的光纤位移传感器设置在光学位移测试装置的基座平台之上，并且通过相应的导线与上夹紧部的特定部件连接；本方案中的上夹紧部和下夹紧部沿着移动杆相对设置，上夹紧部和下夹紧部均能够进行上下的移动或者进行360度的旋转。
10、本专利技术还进一步设置为：所述上夹紧部包括上部接触销和上部样品架夹紧装置，所述上部接触销固定连接于上部样品架夹紧装置，所述上部样品架夹紧装置连接有高压输入引脚，所述上部接触销还连接有弹性支撑件，所述弹性支撑件的两侧均与上部样品架夹紧装置连接。
11、本技术方案中，上夹紧部主要包括有上部接触销以及上部样品架夹紧装置，上部样品夹紧装置为一个集成的装置，主要能够实现对于上部接触销的固定以及高压的输入；上部接触销能够贯穿上部样品夹紧装置并延伸出该上部样品夹紧装置并朝向下夹紧部；上部接触销还通过与弹性支撑件进行连接，通过弹性支撑件的定位和支撑作用来使上部接触销得到更好的夹持。
12、本专利技术还进一步设置为：所述下夹紧部包括下部样品架夹紧装置以及设置在下部样品架夹紧装置上的坩埚，所述坩埚的一侧设置有高压输出引脚，所述高压输出引脚通过导线与坩埚连接。
13、本技术方案中，下部样品架夹紧装置能够沿着移动杆进行上下移动或者转动，在下部样品架夹紧装置的一侧固定连接有坩埚，坩埚的开口方向与上夹紧部的上部接触销的指向方向相对应设置，在坩埚的一侧设置有相应的高压输出引脚，高压输出引脚与坩埚之间通过导线连接。
14、本专利技术还进一步设置为：所述电脑端pc包括数据分析模块以及虚拟参数模块，所述数据分析模块对来自数据采集卡的采集信息进行分析；所述虚拟参数模块根据数据分析模块的分析结果来对各项采集信息进行参数调节，并进行仿真分析以得到数据曲线。
15、本技术方案中，电脑端pc的数据分析模块根据接收到的采集信息进行位移信号、极化强度信号和电压信号的分析，并将位移随电场的变化曲线与极化强度随电场的变化曲线表示出来；电脑端pc的虚拟参数模块主要能够与数据分析模块中的各元素建立关系后，在指定的范围内对电压放大倍数、位移系数、分辨率、电容、样品参数、测试频率参数进行调节，驱动各种仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解，从而得到正确的位移-电场曲线和极化强度-电场曲线。
16、本专利技术还进一步设置为：还包括温度控制器，所述温度控制器的一侧连接于光学位移测试装置，所述温度控制器的另一侧连接于数据采集卡。
17、本技术方案中，光学位移测试装置通过导线与温度控制器连接，温度控制器能够调节测试环境温度，保证样本检测的稳定性；另一方面，温度控制器能够将相应的温度信号传输至数据采集卡，数据采集卡对这些采集信息进行汇总。
18、本专利技术还进一步设置为：还包括参考电容器，所述参考电容器的一侧连接于光学位移测试装置，所述参考电容器的另一侧连接于运算放大器。
19、本技术方案中，参考电容器能够最为样品替代品来储存电荷；同时，参考电容器还具有保护的作用。
20、本专利技术还进一步设置为：所述坩埚包括腔体，所述腔体内开设有腔体槽，所述腔体槽内设置有安装在腔体槽底部平面且垂直腔体槽底部平面的底部电触点，所述底部电触点与高压输出引脚连接；所述腔体还固定连接有固定台，所述固定台分别与高压输出引脚和下部样品架夹紧装置固定连接。
21、本技术方案中，底部电触点通过导线与高压输出引脚连接，将样品放置于腔体的腔体槽内的底部电触点上，通过下部样品架夹紧装置的移动来实现上部接触销与样品的接触，最终实现施加电压的功能。
22、本专利技术还进一步设置为：所述上部样品架夹紧装置包括夹紧装置本体，所述夹紧装置本体固定连接有第一安装板，所述夹紧装置本体还固定连接有第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和第二固定块的相应位置均开设有容纳上部接触销的孔位。
23、本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光学位移测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述光学位移测试装置（4）包括光纤位移传感器（41）和上夹紧部，所述上夹紧部的一侧设置有下夹紧部，所述上夹紧部和下夹紧部通过移动杆来进行上下移动和旋转；所述光纤位移传感器通过导线与上夹紧部连接。
3.根据权利要求2所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述上夹紧部包括上部接触销（43）和上部样品架夹紧装置（44），所述上部接触销（43）固定连接于上部样品架夹紧装置（44），所述上部样品架夹紧装置（44）连接有高压输入引脚（46），所述上部接触销（43）还连接有弹性支撑件（48），所述弹性支撑件（48）的两侧均与上部样品架夹紧装置（44）连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述下夹紧部包括下部样品架夹紧装置（45）以及设置在下部样品架夹紧装置（45）上的坩埚（42），所述坩埚（42）的一侧设置有高压输出引脚（47），所述高压输出引脚（47）通过导线与坩埚（42）连接。
5.根据权利要求1或2或3所
6.根据权利要求1或2或3所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，还包括温度控制器（5），所述温度控制器（5）的一侧连接于光学位移测试装置（4），所述温度控制器（5）的另一侧连接于数据采集卡（6）。
7.根据权利要求6所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，还包括参考电容器（3），所述参考电容器（3）的一侧连接于光学位移测试装置（4），所述参考电容器（3）的另一侧连接于运算放大器（2）。
8.根据权利要求4所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述坩埚（42）包括腔体（422），所述腔体（422）内开设有腔体槽，所述腔体槽内设置有安装在腔体槽底部平面且垂直腔体槽底部平面的底部电触点（421），所述底部电触点（421）与高压输出引脚（47）连接；所述腔体（422）还固定连接有固定台（423），所述固定台（423）分别与高压输出引脚（47）和下部样品架夹紧装置（45）固定连接。
9.根据权利要求3所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述上部样品架夹紧装置（44）包括夹紧装置本体（441），所述夹紧装置本体（441）固定连接有第一安装板（442），所述夹紧装置本体（441）还固定连接有第一固定块（443）和第二固定块（445），所述第一固定块（443）和第二固定块（445）的相应位置均开设有容纳上部接触销（43）的孔位。
10.根据权利要求6所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述温度控制器（5）具体为可远程控制的K型热电偶筒式加热器。
...【技术特征摘要】
1.一种光学位移测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述光学位移测试装置（4）包括光纤位移传感器（41）和上夹紧部，所述上夹紧部的一侧设置有下夹紧部，所述上夹紧部和下夹紧部通过移动杆来进行上下移动和旋转；所述光纤位移传感器通过导线与上夹紧部连接。
3.根据权利要求2所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述上夹紧部包括上部接触销（43）和上部样品架夹紧装置（44），所述上部接触销（43）固定连接于上部样品架夹紧装置（44），所述上部样品架夹紧装置（44）连接有高压输入引脚（46），所述上部接触销（43）还连接有弹性支撑件（48），所述弹性支撑件（48）的两侧均与上部样品架夹紧装置（44）连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述下夹紧部包括下部样品架夹紧装置（45）以及设置在下部样品架夹紧装置（45）上的坩埚（42），所述坩埚（42）的一侧设置有高压输出引脚（47），所述高压输出引脚（47）通过导线与坩埚（42）连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种光学位移测量系统，其特征在于，所述电脑端pc（7）包括数据分析模块以及虚拟参数模块，所述数据分析模块对来自数据采集卡（6）的采集信息进行分析；所述虚拟参数模块根据数据分析模块的分析结果来对各项采集信息进行参数调节，并进行仿真分析以得到数据曲线。
6.根据权利要求1或2或...
【专利技术属性】
技术研发人员：马军，钟美鹏，钭忠尚，姚方周，陈斌杰，周余庆，
申请(专利权)人：乌镇实验室，
类型：发明
国别省市：
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