小尺度材料/结构力学性能测试系统由控制计算机，微型机械加载机构、光学体视显微镜和高分辨率图像采集系统组成，见图1所示。计算机负责控制机械加载装置按力控制模式、位移控制模式工作，同时进行力和图像数据的采集。选配件包括照明光源、试件夹具等。微型机械加载机构采用了调速范围为0.05―100mm/min、调速比为1：10,000的交流伺服系统和电机。电机转速经减速机减速后传递给丝杠副，丝杠副的螺纹由左旋和右旋两段组成。当电机旋转时带动连接在丝杠副上的夹具接头作相对运动，以保证试件中心位置固定。S型力传感器安装在夹具的一端，可跟据实际需求进行替换，标准配置的测力范围：0―100N，测力精度为0.1%。光学显微成像系统在选用1倍物镜时，具有约60mm的工作距离，放大倍数约为200倍，在选用1/2”CCD电视摄像机时，最小可对0.8´0.6mm2的范围进行图像采集。图像采集系统选用了进口图像采集卡，具有两路视频信号采集和8位灰度等级量化的功能，配合高分辨率逐行扫描摄像机，使图像采集的分辨率达到1600´1200。即在对0.8´0.6mm2的范围进行图像采集时，每像素代表的实际长度为约0.5微米。采用非接触数字图像相关软件进行图像变形分析，可以测量50纳米以下的变形。该系统适用于各类微细结构、生物材料的机械力学性能测试。
图1 小尺度材料力学性能测试系统
应用实例1：金属薄片（膜）的拉伸，图2
应用实例2：紧凑拉伸稳态裂纹扩展，图3