[發明專利]摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201611060323.5
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106768519B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 陳飛;劉懷強;李景蘭;孫長平;王法社
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G01N19/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 馮慧云

1.一種摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置，其特征在于，它包括測量端和顯示控制端，

所述測量端包括摩擦承載板、超聲波測速傳感器、電機停止開關、底座以及設置在所述底座上的電路板、單片機、電阻應變式傳感器、AD轉換器、無線收發模塊、直流電機、LED指示燈、滑輪和稱重盤，所述電阻應變式傳感器包括用于稱重的電阻應變式傳感器Ⅰ和用于測量電機牽引力的電阻應變式傳感器Ⅱ，電阻應變式傳感器Ⅰ和電阻應變式傳感器Ⅱ分別經過所述AD轉換器與所述單片機連接；所述超聲波測速傳感器、電機停止開關、無線收發模塊、LED指示燈分別與所述單片機連接，所述直流電機通過電機驅動與所述單片機連接；

所述電阻應變式傳感器Ⅰ上設置有稱重盤，所述電阻應變式傳感器Ⅱ的一端固定在所述底座上，另一端固定連接一個滑輪座，在所述滑輪座上設置有一個滑輪；

在所述直流電機的輸出軸上設置有一個工字型的卷線輪，一根無彈性線從所述卷線輪繞過位于卷線輪后方的所述滑輪后與所述摩擦承載板上的被測物體連接；所述單片機利用PID算法調節電機驅動的PWM從而牽引被測物體勻速運動；

所述超聲波測速傳感器用于測量被測物體的運動速度；

所述電機停止開關用于控制直流電機的停止；

所述顯示控制端包括單片機、鋰電池以及分別與所述單片機連接的液晶顯示屏、無線收發模塊、按鍵、蜂鳴器和LED指示燈，所述按鍵包括確定/鎖定按鍵、選擇/結束按鍵、返回/退線按鍵、復位按鍵、開關按鍵和電機按鍵；

所述顯示控制端還包括模式選擇界面，所述模式選擇界面包括實驗模式單元和測量模式單元，

所述實驗模式單元用于將接收的所述電阻應變式傳感器Ⅰ測量的被測物體的數據轉換成質量數值，將接收的所述電阻應變式傳感器Ⅱ測量的電機牽引力數值作為拉力值，然后實驗模式單元將被測物體的質量數值和拉力值顯示在所述液晶顯示屏上；

所述測量模式單元用于將接收的所述電阻應變式傳感器Ⅰ測量的被測物體的數據轉換成壓力數值，將接收的所述電阻應變式傳感器Ⅱ測量的電機牽引力的最大值轉換成最大靜摩擦力，將被測物體勻速運動時的電機牽引力轉換成滑動摩擦力，并計算摩擦系數，然后在所述液晶顯示屏上顯示被測物體的壓力以及最大靜摩擦力、滑動摩擦力和摩擦系數；

所述確定/鎖定按鍵兼具“確定”與“鎖定”功能，在非實驗模式時為“確定”功能；在實驗模式時為“鎖定”功能，可以在液晶顯示屏上鎖定拉力值。

2.根據權利要求1所述的摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置，其特征在于：所述摩擦承載板與所述底座可拆卸連接。

3.根據權利要求1所述的摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置，其特征在于：所述電機停止開關為紅外光電傳感器。

4.根據權利要求1所述的摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置，其特征在于：所述測量端還包括稱重指示燈。

5.根據權利要求1所述的摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置，其特征在于：在所述電路板上還設置有下載串口、藍牙擴展口、紅外光電傳感器連接口、DC電源接口、電機驅動口、電源開關和復位按鍵。

6.根據權利要求1所述的摩擦力及摩擦系數實驗與測量裝置，其特征在于：所述顯示控制端還包括分析繪圖模塊，它可以根據測的的數據，繪制摩擦力隨時間變化的曲線圖像、摩擦力隨壓力變化的曲線圖像或摩擦力隨拉力變化的曲線圖像。