[发明专利]金属纤维的应力扭转磁阻抗综合测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应力扭转磁测试装置，特别涉及金属纤维的应力扭转控制下的磁阻抗特性测试装置。

背景技术

通常，微尺度金属纤维的结构特殊，呈长程无序状态，其拥有良好的几何对称性、特殊磁畴结构和物理效应(如巨磁阻抗效应)等特点，尤其是拉应力作用或扭转作用时磁阻抗效应优于薄带和薄膜等类型材料，因此，微尺度金属纤维适合作为微型应力或扭转传感器用新型敏感材料(参见M.-H.Phan，H.-X.Peng.Giant magnetoimpedance materials：Fundamentals and applications.Progress In Materials Science.2008，53(2)：323-420.)。微尺度金属纤维敏感材料在不同拉应力或扭转条件下，其磁阻抗变化显著(参见K.L.Garcma，J.M.Garcma-Beneytez，R.Valenzuela，A.Zhukov，J.Gonzalez，M.Vazquez.Effects of torsion on the magnetoimpedance response of CoFeBSi amorphous wires.Journal of Magnetism and Magnetic Materials，2001，226-230：721-723.和J.M.Blanco，A.Zhukov，J.Gonzalez.Effect of tensile and torsion on GMI in amorphous wire.Journal of Magnetism and Magnetic Materials，1999，196-197：377-379.)。同时，不同的应力或扭转条件均将直接影响磁阻抗信号的输出特性，可针对上述变化选择适当的工作应力或扭转幅度范围，以期满足于高精度的微型应力或扭矩传感器设计需要。

目前，磁阻抗的应力或扭转特性的研究已成为研究热点问题之一，但精确控制金属纤维应力扭转测试装置研制尚不完善，阻碍了微型应力或扭转等相关传感器的研发和应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有测试装置不能直接有效地实现金属纤维应力扭转条件下阻抗测量的问题，提供一种金属纤维的应力扭转磁阻抗综合测试装置。

为实现上述目的，本发明金属纤维的应力扭转磁阻抗综合测试装置包括综合测试平台及其附配的磁场发生装置，所述综合测试平台连配用于采集所述平台中待测金属纤维阻抗的四端磁阻抗测试分析系统和磁场校正与监测系统；所述磁场发生装置包括亥姆霍兹线圈和其配连的直流电源；所述综合测试平台为用于向待测金属纤维施加扭力的无应力扭转平台或用于向金属纤维施加应力和扭力的应力-扭转联合平台；所述四端磁阻抗测试分析系统包括阻抗分析仪；所述磁场校正与监测系统包括单轴磁力计及其设置在所述扭转平台一侧的探头，且探头轴向平行于亥姆霍兹线圈的轴向，其轴线与所述金属纤维高度平行一致。本发明装置具有简单实用，测试平台便于更换，应力及扭转控制精确，不易造成纤维断裂和扭折，能够获得特定应力和扭转条件下金属纤维的磁阻抗变化特性的优点。

作为优化，所述无应力扭转平台是电木板骨架的左右相对两上伸臂分别周向滑配位于同一轴线上的左横丝轴和右横丝轴；穿过所述左上伸臂的所述左横丝轴外端固配旋转螺母、内端固配左铝合金转动体，位于左上伸臂内外侧的内外紧固螺母对所述左横丝轴进行紧固；穿过所述右上伸臂的所述右横丝轴外端固配旋转螺母、内端固配右铝合金转动体，位于右上伸臂内外侧的内外紧固螺母对所述右横丝轴进行紧固；所述左右铝合金转动体的内端面分别通过纤维连接板连接位于所述轴线上的金属纤维；所述左右铝合金转动体的内端上下面都分别配装连接所述阻抗分析仪的接线端子。