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將橡膠試樣放入幾乎密閉的模腔內并保持在試驗溫度下，模腔有上下兩部分，其中下部分以微小的線性往復移動（擺動振蕩），振蕩使試樣產生剪切應變，測定試樣對模腔的反作用轉矩（力），此轉矩（力）的大小取決于膠料的剪切模量。

硫化試驗開始后試樣的剪切模量增大，計算機機實時顯示并記錄轉矩（力），當轉矩（力）上升到穩定值或最大值乃至返回狀態時候，便得到一條轉矩（力）與時間的關系曲線，即硫化曲線的形狀與試驗的溫度和膠料的特性有關。

從機械結構上看，硫化儀分有轉子硫化儀和無轉子硫化儀。二者測量原理相同，但由于結構不同，結果無可比性。因為無轉子硫化儀的諸多優點，有轉子硫化儀已經被逐步替代。硫化儀按試樣的變形方式，一般可以分為直線剪切變形硫化儀和扭矩剪切變形硫化儀。因為后者的實驗結果重現性好而得到廣泛應用。用來測定未硫化膠料的硫化特性，通過橡膠在模腔內往復振蕩，對模腔的反作用轉矩（力）得到一條轉矩與時間的硫化曲線，科學地確定硫化的時間、溫度、壓力這三大要素。