[實用新型]一種往復運動摩擦力實時測量裝置

有效

• 申請號: 201120247111.4
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN202188928U
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 楊曉京;何冠璋
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本實用新型涉及一種往復運動摩擦力實時測量裝置，能夠實時地測量往復運動中摩擦副之間的摩擦力。?

背景技術

對于往復慣性力的測量有多種方法。目前采用較多的是在彈性懸臂梁上貼應變片，通過應變片的變形產生電壓信號，最終在示波器或者是數字式電壓表上定性顯示電壓變化波形，通過標定讀取摩擦力的值。這種方法操作起來較為復雜，且不能直觀的讀取摩擦力的大小。?

發明內容

在保證精度、實時性的前提下，為了使得整個摩擦力測量的操作簡單易行，本實用新型提供了一種往復運動摩擦力實時測量裝置，該裝置通過下位機測量出摩擦力信號，并通過串口傳送到PC機上，通過VB可視化編程顯示出當前摩擦力的大小，并繪制出實時趨勢曲線，實現對摩擦力的動態觀察。所有測量所得到的實時結果通過順序文件方式存放在TEXT文檔中。?

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：采用S型應變片式力傳感器，將傳感器安裝在下試件的一端，上試件作為運動件，在下試件的表面做往復運動。使用滾動軸承使下試件只能在往復運動方向上由于摩擦力的作用而做平行移動。上試件在運動過程中產生的摩擦力就會使得下試件交替擠壓S型力傳感器，從而產生電壓信號。該裝置由上試件夾片，上試件，滾動軸承，下試件，傳感器，導軌，推桿組成，傳感器的一端與下試件的前斷面相接觸，下試件的另一端與一固定的擋板接觸，上試件在兩上試件夾片之間，上試件在下試件表面的運動將帶動滾動軸承在導軌上滾動，擠壓S型力傳感器從而產生電壓變化信號，推桿與上試件夾片接觸。?

本實用新型采用LCS-S3型力傳感器，產生的壓力信號經配套的RW-ST01型拉壓力變送器放大至0-5V。放大后的壓力信號處理采用ADC0809芯片和AT89S51單片機進行模數轉換。為了能夠更直觀清晰的觀察到摩擦力的值及其實時趨勢變化，本實用新型使用單片機的可編程全能雙工串行通信接口(UART)實現和MAX232芯片實現單片機對PC機的信息傳遞。上位機對信息的接收采用VB的串口通信控件MSCOMM編程處理。使用時鐘控件設計對下位機信息的采集頻率，顯示在TABLE控件中。摩擦力的實時趨勢圖采用在PICTUREBOX控件中使用LINE方法對PC機采集到得信息實時連續的以曲線的方式顯示在PC機界面中。為了能夠把數據記錄下來供后來的分析，在VB編程過程中使用了順序文件的存儲方式把上位機采集的信息存儲在TEXT文檔中。?

本實用新型的有益效果是，在簡單的操作步驟下即可實現對往復運動摩擦力實時的測量。并通過界面上的實時趨勢圖及時直觀的觀察到摩擦力的變化，所采集到的摩擦力數值的存儲也為日后的研究提供了堅實客觀的數據依據。整個過程操作簡單，測量成本小，在測量結果中考慮滾動軸承的效率來修正所得到的結果，可以實現較好的精度。?

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明，但本實用新型的結構不限于附圖所示。?

附圖說明

圖1是本實用新型的裝置的結構示意圖。?

圖2是本實用新型的裝置的電路原理圖。?

具體實施方式

圖1中，上試件夾片1，上試件2，滾動軸承3，下試件4，傳感器5，導軌6，推桿7。傳感器5的一端與下試件4的前斷面相接觸，下試件4的另外一端與一固?定的擋板接觸。上試件2的下部是下試件4，下試件4的兩側部有滾動軸承3，滾動軸承3的下部是導軌6，上試件2在下試件4表面的運動將帶動滾動軸承3在導軌6上滾動，擠壓S型力傳感器5從而產生電壓變化信號。在實驗前，調整好下試件4與傳感器5的接觸預緊力非常重要(可以根據上位機壓力信號曲線圖來調整)。圖2為本實用新型的電路原理圖。傳感器的信號經過放大電路放大后進入AD0806的IN0通道(本設計中由于只有一路信號，故芯片的通道選擇控制口均接地，表示選擇通道0)，經過轉換后經EXP1-8通道送至單片機的P0口。由MAX232實現電平的轉換，經全能雙工串行口送至RS232接口。在上位機的VB編程中，使用了TABLE控件來顯示摩擦力的值，設計了三個按鈕控件分別來控制上位機數據采集的開始、停止和開始記錄數據。?