[實用新型]一種計算機控制的力發生裝置

無效

• 申請號: 200720173454.4
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN201083663Y
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 李斌
• 申請（專利權）人: 李斌
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 閆立德

技術領域

本實用新型涉及一種計算機控制的力發生裝置，尤其指用于金屬、非金屬材料的硬度檢測領域的由計算機控制的力發生裝置。

背景技術

目前，檢測金屬、非金屬材料硬度的方式通常是將加于主軸上的試驗力通過壓頭加到試件上以形成壓痕，然后根據壓痕的大小深淺計算金屬及非金屬材料的硬度值。常規的用于產生試驗力的發生裝置是通過一套復雜的機械系統由標準重量的砝碼配合緩沖系統進行升降，并通過杠桿進行放大，使砝碼產生的力作用在壓頭上，這樣就使得加卸荷機構變得結構復雜，體積龐大，精度也得不到可靠保證，同時不同試驗力之間的轉換需要由復雜的變荷機構來控制實施。另外，傳統的施加試驗力的發生裝置需要由操作者用手旋轉承載工作臺的手輪，通過位移指示表度量主軸位移量來完成，操作復雜、人為誤差大、重復性差、精度低。另外，市場上也出現了一些具有相對較高精確度來進行金屬、非金屬材料硬度檢測的力發生裝置，其缺點是采用的壓力源其給力原理較為復雜，而且給力的數值隨機，不能進行連續可控。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種計算機控制的力發生裝置，其能夠克服現有技術中的缺點，通過計算機自動施加試驗力，并且可以根據壓力傳感器試驗力的數值進行反饋，從而顯著提高測量的應用范圍和精度。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：一種計算機控制的力發生裝置，包括支承構架、驅動機構、壓力控制機構和電控系統，其特征在于：所述的壓力控制機構與電控系統之間通過信號線進行連接，該壓力控制機構包括壓力傳感器，所述的壓力傳感器連接有壓電位移傳感器，所述的壓電位移傳感器連接有壓頭。

所述的電控系統包括顯示單元、輸入控制單元和中央處理單元，中央處理單元連接顯示單元和輸入控制單元，所述的顯示單元用于顯示壓力的數值，所述的輸入控制單元用于輸入所要施加的壓力值，所述的中央處理單元包括CPU、存儲器和數模轉換電路，用于處理輸入和反饋的壓力數值，并對壓力控制機構進行控制。

工作時，首先把所需的力在輸入控制單元的按鍵進行預設定，并通過中央處理單元在顯示單元進行顯示，經過中央處理單元的CPU內部的數據比較處理和數模轉換電路將電壓信號進行模數轉換，使壓電位移傳感器產生力傳遞到壓頭，實現壓頭對金屬、非金屬材料的硬度檢測，另外，壓頭受材料的反作用應變力也被壓力傳感器檢測，通過數模轉換電路反饋到中央處理單元，從而實現反饋控制的目的。

本實用新型與現有技術相比，具有以下顯著特點和優異效果：

1、本發明摒棄傳統的砝碼杠桿加載方式，采用計算機、高精度壓電位移傳感器和電控系統在試件的測試表面精確地施加實驗力，給力數值連續可控。

2、給力是由計算機控制，通過壓電位移傳感直接緩慢地在軸向加到壓頭，無砝碼杠桿加載系統帶來的沖擊現象，試驗力精確度高、重復度高。

3，壓頭可根據計算機發出的指令自動上下移動，以適應試件的不同高度，不再需要手工工作調節臺，只需一個電控指令，壓頭將自動向下移動來執行整個測試過程，中間無需中斷，無需人工干預。

附圖說明

圖1為本實用新型的壓力控制機構和電控系統的連接原理圖；

圖2為本實用新型的壓力控制機構的結構原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示，本實用新型的電控系統包括顯示單元、輸入控制單元和中央處理單元，中央處理單元連接顯示單元和輸入控制單元，所述的顯示單元用于顯示壓力的數值，所述的輸入控制單元用于輸入所要施加的壓力值，所述的中央處理單元包括CPU、存儲器和數模轉換電路，在本實施例中，顯示單元采用一般的顯示器，輸入控制單元采用鍵盤，通過鍵盤輸入試驗的壓力值，經過中央控制單元內部CPU的數據比較和處理，以及數模轉換電路的信號轉換，進而控制壓力控制機構進行動作。

如圖2所示，本實用新型的壓力控制機構包括壓力傳感器1、壓電位移傳感器2和壓頭3，壓電位移傳感器2作為壓力源，連接壓力傳感器1，在壓電位移傳感器2的下方設有壓頭3，工作時，首先把所需的力在輸入控制電路的按鍵進行預設定，并通過CPU在顯示單元進行顯示。壓頭3與金屬、非金屬材料的作用力被壓力傳感器1檢測，由于壓力傳感器1的信號處理電路和顯示單元以及輸入控制單元都通過CPU進行控制，可提供所需壓力值并且保證壓力的精確性。

以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。