[實用新型]摩擦接觸面溫度測量系統

無效

• 申請號: 200720199443.3
• 申請日: 2007-12-19
• 公開（公告）號: CN201145619Y
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 李健偉;章文俊;涂善東;楊國勝
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司
• 代理人: 談順法

技術領域

本實用新型基于壓電粘滑驅動器系統，開發了摩擦接觸面的溫度測量裝置，主要技術涉及了機械結構設計、溫度傳感器的安裝和數據采集與處理系統，屬于微位移驅動器、微熱和高分辨率溫度測量技術領域。

背景技術

壓電粘滑驅動器是基于壓電材料的壓電效應和粘滑原理的一種微位移驅動器。研究表明，壓電粘滑驅動器具有響應速度快、分辨率高、行程大、結構簡單緊湊、易于小型化等特點，是目前公認的能夠同時具備高分辨率(幾個納米)和大行程(幾十厘米)的微位移驅動器之一。壓電粘滑驅動器的研究已經涉及到汽車、機床、醫藥、光學儀器等廣闊的領域，是最具發展潛力的微位移驅動器之一。

然而，我們前面的研究工作表明壓電粘滑驅動器在長時間運行時，壓電材料自熱效應和相對位移產生的摩擦升熱效應會引起驅動器溫度升高，并進一步導致驅動器運行性能的改變。特別是當溫度升高時，驅動器輸出位移的變化直接導致壓電粘滑驅動器定位精度的下降。尤其當低電壓驅動時(幾伏)，這種影響更加顯著。這種熱效應極大地影響了壓電粘滑驅動器進一步的應用推廣，尤其是在高精度、高頻率、重載、長時間工作的領域。因此，我們迫切需要開發一種溫度測量系統來測量壓電粘滑驅動器在長時間工作過程中溫度的變化。然而，由于壓電粘滑驅動器尺寸小、結構緊湊、發熱量小等條件的限制，如何開發一種可以測量摩擦表面間的溫度以及如何在發熱量小的情況下實現溫度的高分辨率測量就成為了必須要解決的問題。

可是，目前的溫度測量裝置都不適合進行前述情況下的溫度測量。在中國專利CN2752738Y中公告的由溫度傳感器、時鐘芯片和單片機等組成的動態溫度測量裝置適合于人體溫度的動態測量，但是溫度傳感器安裝于外殼內部，通過外殼外表面的觸點進行溫度測量，這種設計增大了安裝測溫裝置所需的空間。中國專利CN2929679Y中公告的溫度測量裝置由鉑電阻探頭、放大器和恒流源等組成，該裝置可以實現大范圍測溫情況下系統仍能具有良好的線性輸出，但沒有考慮到測溫系統的濾波和系統偏置補償功能。而且，前面二種溫度測量裝置均不適用于接觸面的溫度測量。中國專利CN2938049Y中公告了一種可以測量接觸面溫度的測量裝置，由兩根熱偶絲和數據采集系統組成。該裝置的缺點在于兩根熱偶絲的工作端靠近但不接觸接觸面，導致實際測量的溫度是接觸面周圍空氣的溫度而非接觸表面的真實溫度，從而導致測量結果的不準確。而且，該測溫裝置沒有考慮到如何防止熱量散失，因此也不適用于微熱系統的小范圍溫度測量。

發明內容

本實用新型解決的技術問題是，為壓電粘滑驅動器設計一種溫度測量裝置，該裝置既不影響驅動器的正常工作，又兼顧到系統安裝與再裝配的良好操作性，并考慮到如何減少外部環境對壓電粘滑驅動器這一微熱系統的熱影響，從而可以長時間地監測驅動器在工作中摩擦表面溫度微弱變化的情況。

本實用新型的技術方案如下：

一種摩擦接觸面溫度測量系統，其特征在于，所述的系統包括一個壓電粘滑驅動器、置于壓電粘滑驅動器中的溫度傳感器以及一個將壓電粘滑驅動器放置其中的隔熱箱；所述的壓電粘滑驅動器為：壓電元件1兩端分別粘接在固定板3、4，上，其中固定板3與支撐裝置2通過螺栓相連，固定板4與凹槽狀工作臺5通過螺栓相連，工作臺5形成凹槽的兩個側壁與水平面呈45°，兩片厚度為0.003英寸的銅片作為摩擦片8、9分別安裝在工作臺5凹槽的兩個側壁上，摩擦片8、9中間放置一個可沿兩摩擦片來回運動的終端輸出器10，終端輸出器10上面安裝一個用來調節終端輸出器10與工作臺5間壓力的重塊7；在工作臺5凹槽的一個側壁上，沿平行于摩擦片8方向加工一條寬3毫米、深3毫米的槽道11，溫度傳感器12緊貼摩擦片8設置在槽道11內，傳感器引線13引出槽道11外；將安裝有溫度傳感器12的電粘滑驅動器置于隔熱箱14內，箱蓋15上設置一導線孔16，海綿17、18將導線孔16密封。

進一步改進的方案為：

在上述摩擦接觸面溫度測量系統中，在摩擦片9所在的凹槽側壁上，沿平行于摩擦片9方向有一條寬3毫米、深3毫米的槽道11，溫度傳感器12粘結在摩擦片9上，引線從槽道11中引出。

在上述摩擦接觸面溫度測量系統中，在摩擦片8、9所在的凹槽側壁上，各有一條以上所述槽道11，每個槽道中各設置一溫度傳感器12。

在上述摩擦接觸面溫度測量系統中，在隔熱箱的箱蓋15上設置有導線孔16，密封海綿17、18，夾緊框架19。