一种用于测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测量铁磁材料力‑磁‑热耦合模型的测试系统，包括主控单元、测试装置、传感器单元和上位机；测试装置用于实现对常温试件和控制温度后的时间进行冲击试验；传感器单元用于测量应力、温度、速度非电量信号；主控单元用于控制测试装置中的可控高压气瓶和温控仪，并调理、采集和存储传感器单元测得的信号，然后将信号送到上位机进行分析计算。本发明专利技术是基于力和温度对材料本身的磁特性的影响构建的，本发明专利技术的测试系统以低成本的测试方式实现了对力和温度引起的材料磁场变化的定量测量，且系统操作简单，具有很好的实用价值和广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁磁材料耦合行为测试领域，具体涉及一种测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统。

技术介绍

1、目前耦合行为测试领域中，针对材料的应用领域不同、材料差异和特殊工作环境等，出现了多种耦合行为测试方法。随着铁磁材料被广泛应用于火炮制退机，其性能直接影响火炮工作的可靠性与稳定性。其力-磁-热耦合行为不仅会对火炮制退性能产生影响，也是预测其疲劳寿命亟待解决的问题。

2、中国专利202311663931.5公布了力-磁多场耦合加载及力-磁多热测试装置用于固体制冷技术的研究，它通过磁场加载部件用于提供试样所需的磁场强度，应力场加载部件用于提供加载时所需的拉应力，传感器组件用于分别控制磁场加载部件和应力场加载部件的工作状态，红外热成像温度采集部件用于采集试样的温度变化信息，装置通过外加磁场和应力来测量不同磁场和应力下试样的温度变化，而无法测量力磁热耦合情况下材料本身的磁场变化情况。

3、中国专利201811123489.6公布了一种力-磁-热多场耦合环境下磁致材料的动态响应测试平台，它利用压头对测试试件施加力场，光加热设备对试件施加本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，包括主控单元、测试装置、传感器单元和上位机；测试装置用于实现对常温试件和控制温度后的时间进行冲击试验；传感器单元用于测量应力、温度、速度非电量信号；主控单元用于控制测试装置中的可控高压气瓶和温控仪，并调理、采集和存储传感器单元测得的信号，然后将信号送到上位机进行分析计算。

2.根据权利要求1所述的测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，测试装置包括可控高压气瓶、冲击杆、冲击台、温控仪和试验平台；试验平台，固定在地面，可控高压气瓶固定在试验平台上与冲击杆相连，冲击杆与冲击台同轴布置，且保证冲击杆端面与冲...

【技术特征摘要】

1.一种测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，包括主控单元、测试装置、传感器单元和上位机；测试装置用于实现对常温试件和控制温度后的时间进行冲击试验；传感器单元用于测量应力、温度、速度非电量信号；主控单元用于控制测试装置中的可控高压气瓶和温控仪，并调理、采集和存储传感器单元测得的信号，然后将信号送到上位机进行分析计算。

2.根据权利要求1所述的测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，测试装置包括可控高压气瓶、冲击杆、冲击台、温控仪和试验平台；试验平台，固定在地面，可控高压气瓶固定在试验平台上与冲击杆相连，冲击杆与冲击台同轴布置，且保证冲击杆端面与冲击台端面平行；实验时，需将垫片放置在冲击杆和试样之间；试样设置在垫片与冲击台之间且试件放置在线圈中；温控仪用于实现对试件的加热。

3.根据权利要求2所述的测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，所述传感器单元包括全桥应变片、薄膜温度传感器、速度传感器和线圈；速度传感器固定安装在冲击杆前端，线圈固定在撞击台端面；试件一端贴着全桥应变片，另一端贴着薄膜温度传感器；速度传感器用于测量冲击杆撞击试样的速度，全桥应变片用于测量试件所受应力，薄膜温度传感器用于测量试件温度，线圈用于测量感应电动势。

4.根据权利要求3所述的测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，主控单元包括stm32主控模块、信号调理模块、dac控制模块、adc采集模块、flash存储模块和串口通信模块；线圈、速度传感器、薄膜温度传感器和全桥应变片的输出端与信号调理模块连接，信号调理模块与信号采集模块连接，信号采集模块与stm32主控模块连接；stm32主控模块与flash存储模块、串口通信模块和dac控制模块连接在一起；dac控制模块与温控仪和可控高压气瓶连接在一起；串口通信模块与上位机连接在一起。

5.根据权利要求4所述的测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，stm32主控模块包括stm32f407vet6芯片、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r49、电阻r59、电阻r60、电阻r61、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、晶振y1和开关rst1；所述电阻r3和电阻r49分别与stm32f407vet6芯片的94脚和37脚相连，另一端接地；开关rst1、电阻r2和电容c5的一端与stm32f407vet6芯片的14脚相连，开关rst1和电容c5的另一端与地相接，电阻r2的另一端与3.3v相接；电阻r60一端与stm32f407vet6芯片的21脚相连，另一端与stm32f407vet6芯片的19脚相连，stm32f407vet6芯片的19脚与21脚相连接到vdda；电容c6与电容c7并联，二者一端与stm32f407vet6芯片的19脚连接，另一端与stm32f407vet6芯片的20脚连接；电阻r59一端与stm32f407vet6芯片的19脚连接，另一端接3.3v；电阻r61一端与stm32f407vet6芯片的20脚连接，另一端接地；电容c1与电容c2的一端分别与stm32f407vet6芯片的49脚和73脚相连，另一端接地；晶振y1和电阻r1的一端与stm32f407vet6芯片的12脚接连，另一端与stm32f407vet6芯片的13脚相连；电容c3的一端接地，另一端与stm32f407vet6芯片的12脚连接；电容c4的一端接地，另一端与stm32f407vet6芯片的13脚相连。

6.根据权利要求4所述的测量铁磁材料力-磁-热耦合模型的测试系统，其特征在于，信号调理模块包括ca3140芯片、电阻r4、电阻r5、电阻r7、电阻r8、电位器r9、电容c12、电容c13、电容c14、电容c15、电容c16、电容c17、接插件p1；所述电阻r8一端与ca3140芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘甜甜，王丽群，杨国来，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
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