觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，涉及磨損測試【技術(shù)領(lǐng)域】。解決了現(xiàn)有微動磨損性能檢測過程中，由于電連接器需要承受長時(shí)間的高頻振動和綜合應(yīng)力的反復(fù)沖擊，導(dǎo)致電連接器失效，進(jìn)而無法完成微動磨損性能的檢測的問題。所述系統(tǒng)包括真空室、微動夾持機(jī)構(gòu)、固定夾持機(jī)構(gòu)和控制電路，微動夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在真空室內(nèi)，微動夾持機(jī)構(gòu)通過高頻振動與固定夾持機(jī)構(gòu)之間形成摩擦，控制電路分別檢測試樣之間的摩擦力、靜壓力、溫度和真空室內(nèi)的氣體壓力，本發(fā)明適用于對微動磨損性能進(jìn)行檢測。
【專利說明】觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及磨損測試【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]電連接器易受外界環(huán)境和工作條件的影響，機(jī)械振動通過電連接器中的結(jié)構(gòu)部件 作用于其內(nèi)的插針插孔位置，造成接觸部位摩擦和發(fā)生相對位移，所引發(fā)的觸點(diǎn)微動磨損、 微動腐蝕、微動疲勞現(xiàn)象將導(dǎo)致電接觸性能逐漸退化甚至功能失效。因此汽車用、航天用、 電子設(shè)備用電連接器等產(chǎn)品均需滿足在力學(xué)環(huán)境下可靠工作的要求。
[0003]微動磨損是指兩固體接觸界面由結(jié)構(gòu)振動或交變應(yīng)力作用下發(fā)生周期性微小振 幅相對運(yùn)動所引起的磨損現(xiàn)象。
[0004]微動磨損是一種典型的復(fù)合式磨損，可引發(fā)接觸材料彈塑性變形以致機(jī)械磨損。 磨損直接發(fā)生在觸點(diǎn)材料表面上，可能導(dǎo)致零件松動、功率損耗和噪聲增大；間接的可使材 料表面或亞表面層中產(chǎn)生微裂紋，在反復(fù)應(yīng)力下發(fā)展成為疲勞斷裂。其所留下的裂紋及其 擴(kuò)展趨勢將帶來更大的危害性。
[0005]因此，對于電連接器的電連接部件的微動磨損性能的檢測、以及對磨損狀態(tài)對電 氣性能的影響的研究是十分必要的。在航空航天等一些極端環(huán)境中，電連接器需要承受長 時(shí)間的高頻振動，這種高頻振動所引起磨損是航空航天用電連接器失效的主要原因之一。 并且這個(gè)過程中還要受到電流應(yīng)力、溫度應(yīng)力和氣氛環(huán)境應(yīng)力的反復(fù)沖擊，這些綜合應(yīng)力 的沖擊會影響觸點(diǎn)材料的微動磨損特性，加速電連接器的失效。所以需要有這樣的一個(gè)測 試裝置，能夠模擬和控制電連接器工作過程中的綜合應(yīng)力環(huán)境，分析在高頻微動情況下電 連接器電連接部件磨損的各項(xiàng)力學(xué)特性和諸如接觸電阻的電氣特性，有助于分析電連接器 微動磨損失效機(jī)理，并為電連接器的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有微動磨損性能檢測過程中，由于電連接器需要承受長時(shí)間的 高頻振動和綜合應(yīng)力的反復(fù)沖擊，導(dǎo)致電連接器失效，進(jìn)而無法完成微動磨損性能的檢測 的問題，提出了觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括真空室、微動夾持機(jī)構(gòu)、固定 夾持機(jī)構(gòu)和控制電路，
[0008]真空室由底盤和真空罩組成，所述真空罩與底盤固定連接，且與所述底盤形成密 閉的空間，所述空間為真空腔；所述底盤上設(shè)置有密封航空插件、壓力變送器安裝通孔、氣 閥安裝通孔和固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔；
[0009]微動夾持機(jī)構(gòu)位于真空腔內(nèi)，且該微動夾持機(jī)構(gòu)固定在底盤的中心位置，所述微 動夾持機(jī)構(gòu)由下試件夾持裝置和靜壓力傳感器組成，所述下試件夾持裝置固定在靜壓力傳 感器的上表面；
[0010]固定夾持機(jī)構(gòu)包括豎板和上試件夾持裝置，所述豎板的一端由底盤上的固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔穿入到真空腔內(nèi)，所述豎板與底盤之間通過兩個(gè)法蘭和一個(gè)密封橡膠墊密封 連接，所述密封橡膠墊的中間帶有通孔，且該密封橡膠墊覆蓋底盤的固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通 孔，豎板位于該通孔內(nèi)，所述豎板通過法蘭與密封橡膠墊固定連接，所述密封橡膠墊的外邊 緣通過另一個(gè)法蘭與底盤固定連接；所述兩個(gè)法蘭之間留有均勻間隙，所述間隙大于2_ ； 上試件夾持裝置位于真空腔內(nèi)，且該上試件夾持裝置位于下試件夾持裝置的正上方，所述 上試件夾持裝置與豎板固定連接；
[0011]控制電路包括摩擦力傳感器、加熱控制器、壓力變送器、真空泵和控制器，摩擦力 傳感器用于測量上試件夾持裝置和下試件夾持裝置之間產(chǎn)生的摩擦力，加熱控制器用于控 制下試件夾持裝置的溫度，壓力變送器由底盤上的壓力變送器安裝通孔穿入到真空腔中， 用于測量真空腔的內(nèi)部壓力，
[0012]靜壓力傳感器的靜壓力信號輸出端通過密封航空插件與控制器的靜壓力信號輸 入端連接，摩擦力傳感器的摩擦力信號輸出端通過密封航空插件與控制器的摩擦力信號輸 入端連接，加熱控制器的溫度控制信號輸入端與控制器的溫度控制信號輸出端連接，壓力 變送器的氣體壓力信號輸出端與控制器的氣體壓力信號輸入端連接，控制器的氣體壓力控 制信號輸出端與真空泵的氣體壓力控制信號輸入端連接。
[0013]所述下試件夾持裝置包括L型支撐板、加熱盒、熱電偶、發(fā)熱片和下夾具，所述L型 支撐板的底板的下表面與靜壓力傳感器的上表面固定連接，L型支撐板的底板的上表面與 加熱盒的下表面固定連接，下夾具的底部嵌入并固定在加熱盒內(nèi)，下夾具的試件夾持端豎 直向上，發(fā)熱片固定安裝在加熱盒的內(nèi)部，用于對下夾具進(jìn)行加熱摩擦力傳感器的一端與 L型支撐板的側(cè)板的內(nèi)表面固定連接，摩擦力傳感器的另一端與加熱盒的側(cè)壁固定連接，熱 電偶的測量端與下夾具的側(cè)面緊貼，用于測量下夾具的溫度，熱電偶的溫度信號輸出端與 控制器的溫度信號輸入端連接，加熱控制器的加熱控制信號輸出端與發(fā)熱片的加熱控制信 號輸入端連接。
[0014]所述上試件夾持裝置包括橫板、螺母套筒、上夾具、限位螺母和加力軸，所述橫板 的一端的下表面與豎版的頂端固定連接，橫板的另一端加工有通孔，加力軸穿過所述通孔 中，上夾具的固定端與加力軸的底部固定連接，上夾具的試件夾持端豎直向下，加力軸的外 表面加工有螺紋，螺母套筒通過螺紋連接套在加力軸的外側(cè)，且螺母套筒的下端面與橫板 的上表面固定連接，限位螺母與加力軸通過螺紋連接，且所述限位螺母位于螺母套筒的上 方。
[0015]所述控制器包括信號采集電路、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、串行通信電路和數(shù) 據(jù)處理電路，
[0016]信號采集電路的摩擦力信號輸入端作為控制器的摩擦力信號輸入端與摩擦力傳 感器的摩擦力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路的摩擦力信號輸入端與信號采集電路的摩擦 力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路的摩擦力信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的摩擦力信號輸入 端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路的摩擦力信號輸出端通過串行通信電路與數(shù)據(jù)處理電路的摩擦力信 號輸入端連接；
[0017]信號采集電路的靜壓力信號輸入端作為控制器的靜壓力信號輸入端與靜壓力傳 感器的靜壓力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路的靜壓力信號輸入端與信號采集電路的靜壓 力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路的靜壓力信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的靜壓力信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路的靜壓力信號輸出端通過串行通信電路與數(shù)據(jù)處理電路的靜壓力信 號輸入端連接；
[0018]信號采集電路的接觸電阻信號輸入端作為控制器的接觸電阻信號輸入端與接觸 電阻信號連接，信號采集電路的接觸電阻信號輸出端與信號調(diào)理電路的接觸電阻信號輸 入端連接，信號調(diào)理電路的接觸電阻信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的接觸電阻信號輸入端連 接，A/D轉(zhuǎn)換電路的接觸電阻信號輸出端通過串行通信電路與數(shù)據(jù)處理電路的接觸電阻信 號輸入端連接；
[0019]數(shù)據(jù)處理電路的氣體壓力信號輸入端作為控制器的氣體壓力信號輸入端與壓力 變送器的氣體壓力信號輸出端連接，數(shù)據(jù)處理電路的氣體壓力控制信號輸出端作為控制器 的氣體壓力控制信號輸出端與真空泵的氣體壓力控制信號輸入端連接；
[0020]數(shù)據(jù)處理電路的溫度信號輸入端作為控制器的溫度信號輸入端與熱電偶的溫度 信號輸出端連接，數(shù)據(jù)處理電路的溫度控制信號輸出端作為控制器的溫度控制信號輸出端 與加熱控制器的溫度控制信號輸入端連接。
[0021]有益效果:本發(fā)明提出的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠模擬和控制電連接 器微動磨損過程中的綜合應(yīng)力環(huán)境條件，包括微動頻率應(yīng)力、微動幅值應(yīng)力、電流應(yīng)力、溫 度應(yīng)力和真空環(huán)境應(yīng)力等，同時(shí)能夠?qū)﹄娺B接部件的微動磨損狀況進(jìn)行檢測，包括檢測磨 損過程中接觸摩擦力、靜壓力的變化情況、接觸電阻變化情況和兩觸點(diǎn)間相對位移情況等， 同時(shí)本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)檢測傳感器信號以及接觸處的電信號，適合于高頻振動條件下進(jìn)行微 動磨損的分析，使微動磨損檢測工作穩(wěn)定的進(jìn)行，同時(shí)使微動磨損檢測的檢測精度提高了 10%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的電氣部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為圖1的1-1向剖視圖；
[0025]圖4為圖1的D-D向剖視圖；
[0026]圖5為圖1的仰視圖；
[0027]圖6為圖5的G-G向剖視圖；
[0028]圖7為本發(fā)明所述觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的三維立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1、圖2和圖3說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】所述 的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括真空室、微動夾持機(jī)構(gòu)、固定夾持機(jī)構(gòu)和控制電路，
[0030]真空室由底盤11和真空罩20組成，所述真空罩20與底盤11固定連接，且與所述 底盤11形成密閉的空間，所述空間為真空腔；所述底盤11上設(shè)置有密封航空插件18、壓力 變送器安裝通孔、氣閥安裝通孔和固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔；
[0031]微動夾持機(jī)構(gòu)位于真空腔內(nèi)，且該微動夾持機(jī)構(gòu)固定在底盤11的中心位置，所述 微動夾持機(jī)構(gòu)由下試件夾持裝置和靜壓力傳感器12組成，所述下試件夾持裝置固定在靜 壓力傳感器12的上表面；[0032]固定夾持機(jī)構(gòu)包括豎板I和上試件夾持裝置，所述豎板I的一端由底盤11上的固 定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔穿入到真空腔內(nèi)，所述豎板I與底盤11之間通過兩個(gè)法蘭和一個(gè)密封 橡膠墊密封連接，所述密封橡膠墊的中間帶有通孔，且該密封橡膠墊覆蓋底盤11的固定夾 持機(jī)構(gòu)安裝通孔，豎板I位于該通孔內(nèi)，所述豎板I通過法蘭與密封橡膠墊固定連接，所述 密封橡膠墊的外邊緣通過另一個(gè)法蘭與底盤11固定連接；所述兩個(gè)法蘭之間留有均勻間 隙，所述間隙大于2mm ;上試件夾持裝置位于真空腔內(nèi)，且該上試件夾持裝置位于下試件夾 持裝置的正上方，所述上試件夾持裝置與豎板I固定連接；
[0033]控制電路包括摩擦力傳感器13、加熱控制器39、壓力變送器16、真空泵38和控制 器，摩擦力傳感器13用于測量上試件夾持裝置和下試件夾持裝置之間產(chǎn)生的摩擦力，加熱 控制器39用于控制下試件夾持裝置的溫度，壓力變送器16由底盤11上的壓力變送器安裝 通孔穿入到真空腔中，用于測量真空腔的內(nèi)部壓力，
[0034]靜壓力傳感器12的靜壓力信號輸出端通過密封航空插件18與控制器的靜壓力信 號輸入端連接，摩擦力傳感器13的摩擦力信號輸出端通過密封航空插件18與控制器的摩 擦力信號輸入端連接，加熱控制器39的溫度控制信號輸入端與控制器的溫度控制信號輸 出端連接，壓力變送器16的氣體壓力信號輸出端與控制器的氣體壓力信號輸入端連接，控 制器的氣體壓力控制信號輸出端與真空泵38的氣體壓力控制信號輸入端連接。
[0035]本實(shí)施方式中，底盤11的底部設(shè)置有電動振動臺，所述電動振動臺用于提供測試 微動磨損所需的微幅振動，電動振動臺包括振動臺臺面和振動臺支架，振動臺臺面的上表 面與底盤11的下表面固定連接，電動振動臺所提供的微幅振動是指幅值為微米級、頻率小 于2000Hz的正弦振動,將底盤11與振動臺臺面固定連接，實(shí)現(xiàn)微動夾持機(jī)構(gòu)與電動振動臺 同步振動，即在電動振動臺的帶動下，底盤11和微動夾持機(jī)構(gòu)也作幅值為微米級、頻率小 于2000Hz的正弦振動，由于豎版I通過法蘭和密封膠墊與底盤11連接，使得豎版I在底盤 11作微幅振動的時(shí)候能夠保持與地面的相對靜止?fàn)顟B(tài)，實(shí)現(xiàn)上試件夾持裝置和下試件夾持 裝置之間存在相對位移，從而產(chǎn)生了摩擦力。
[0036]本實(shí)施方式中，利用真空罩20和底盤11限定了真空環(huán)境空間，保證了本發(fā)明所述 系統(tǒng)在測量過程中處于真空環(huán)境，確保了測量的準(zhǔn)確性。
[0037]本【具體實(shí)施方式】中，靜壓力傳感器12米用型號為CLBSF的傳感器,該傳感器的量 程為0-20N。
[0038]本【具體實(shí)施方式】中，摩擦力傳感器13采用型號為209C11的動態(tài)力傳感器，該傳感 器量程為-4.45N-9.79N，頻率響應(yīng)上限為30kHz。
[0039]本【具體實(shí)施方式】中，加熱控制器采用型號為EW-986B的加熱控制器，該加熱控制 器的控制溫度范圍為0-400°C。
[0040]本【具體實(shí)施方式】中，壓力變送器16采用型號為QP1006D的壓力變送器，該壓力變 送器的測量范圍為-100KPa-100KPa。
[0041]本【具體實(shí)施方式】中，密封航空插件18用于提供真空環(huán)境空間內(nèi)部與外部的電氣 線路連接條件。
[0042]本實(shí)施方式中，真空泵38采用型號為2XZ-2的旋片式真空泵，該真空泵的極限壓 力為6Xl(T2Pa，抽氣速率為2L/S，功率為0.37KW。
[0043]【具體實(shí)施方式】二、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述底盤11和真空罩20之間通過硅膠墊圈實(shí)現(xiàn)密封，底盤11和 真空罩20通過多個(gè)C型鉗21固定連接。
[0044]【具體實(shí)施方式】三、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán) 境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，它還包括氣閥17，所述氣閥17固定安裝在氣閥安裝通孔內(nèi)，氣閥 17的一端與真空腔連通，氣閥17的另一端與真空泵38的抽氣口連接。
[0045]【具體實(shí)施方式】四、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】一所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán) 境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，它還包括固定板31，所述固定板31固定在靜壓力傳感器12和底盤 11之間。
[0046]【具體實(shí)施方式】五、結(jié)合圖3說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與具體實(shí)施方 式一所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，下試件夾持裝置包括L型支撐板 10、加熱盒9、熱電偶23、發(fā)熱片22和下夾具8，所述L型支撐板10的底板的下表面與靜壓 力傳感器12的上表面固定連接，L型支撐板10的底板的上表面與加熱盒9的下表面固定 連接，下夾具8的底部嵌入并固定在加熱盒內(nèi)，下夾具8的試件夾持端豎直向上，發(fā)熱片22 固定安裝在加熱盒9的內(nèi)部，用于對下夾具8進(jìn)行加熱摩擦力傳感器13的一端與L型支撐 板10的側(cè)板的內(nèi)表面固定連接，摩擦力傳感器13的另一端與加熱盒9的側(cè)壁固定連接，熱 電偶23的測量端與下夾具8的側(cè)面緊貼，用于測量下夾具的溫度，熱電偶23的溫度信號輸 出端通過密封航空插件18與控制器的溫度信號輸入端連接，加熱控制器39的加熱控制信 號輸出端通過密封航空插件18與發(fā)熱片22的加熱控制信號輸入端連接。
[0047]本實(shí)施方式中，發(fā)熱片22采用PTC發(fā)熱片，該發(fā)熱片的最高加熱溫度為200°C。
[0048]本實(shí)施方式中，熱電偶23采用螺釘式K型熱電偶，該熱電偶的測量溫度不超過 600。。。
[0049]【具體實(shí)施方式】六、結(jié)合圖3和圖6說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與具體實(shí) 施方式一或五所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，上試件夾持裝置包括橫 板2、螺母套筒3、上夾具4、限位螺母5和加力軸32，所述橫板2的一端的下表面與豎版I的 頂端固定連接，橫板2的另一端加工有通孔，加力軸32穿過所述通孔中，上夾具4的固定端 與加力軸32的底部固定連接，上夾具4的試件夾持端豎直向下，加力軸32的外表面加工有 螺紋，螺母套筒3通過螺紋連接套在加力軸32的外側(cè)，且螺母套筒3的下端面與橫板2的 上表面固定連接，限位螺母5與加力軸32通過螺紋連接，且所述限位螺母5位于螺母套筒 3的上方。
[0050]在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，上夾具(4)夾持一個(gè)待測試件，下夾具(8)夾持另一個(gè)待測試件， 所述兩個(gè)待測試件的端面緊密接觸，通過調(diào)整加力軸(32)調(diào)整兩個(gè)待測試件之間的壓力。
[0051]【具體實(shí)施方式】七、本【具體實(shí)施方式】與【具體實(shí)施方式】六所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán) 境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，上夾具4的試件夾持端和下夾具8的試件夾持端分別引出兩個(gè)電 極，所述四個(gè)電極用于測量上夾具4的試件夾持端和下夾具8的試件夾持端之間的接觸電 阻，所述接觸電阻信號與控制器的接觸電阻信號輸入端連接。
[0052]【具體實(shí)施方式】八、結(jié)合圖2說明本【具體實(shí)施方式】，本【具體實(shí)施方式】與具體實(shí)施方 式一所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述控制器包括信號采集電路 33、信號調(diào)理電路34、A/D轉(zhuǎn)換電路35、串行通信電路36和數(shù)據(jù)處理電路37，
[0053]信號采集電路33的摩擦力信號輸入端作為控制器的摩擦力信號輸入端與摩擦力傳感器13的摩擦力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路34的摩擦力信號輸入端與信號采集電 路33的摩擦力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路34的摩擦力信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路35 的摩擦力信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路35的摩擦力信號輸出端通過串行通信電路36與 數(shù)據(jù)處理電路37的摩擦力信號輸入端連接；
[0054]信號采集電路33的靜壓力信號輸入端作為控制器的靜壓力信號輸入端與靜壓力 傳感器12的靜壓力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路34的靜壓力信號輸入端與信號采集電 路33的靜壓力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路34的靜壓力信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路35 的靜壓力信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路35的靜壓力信號輸出端通過串行通信電路36與 數(shù)據(jù)處理電路37的靜壓力信號輸入端連接；
[0055]信號采集電路33的接觸電阻信號輸入端作為控制器的接觸電阻信號輸入端與接 觸電阻信號連接，信號采集電路33的接觸電阻信號輸出端與信號調(diào)理電路34的接觸電阻 信號輸入端連接，信號調(diào)理電路34的接觸電阻信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路35的接觸電阻 信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路35的接觸電阻信號輸出端通過串行通信電路36與數(shù)據(jù)處 理電路37的接觸電阻信號輸入端連接；
[0056]數(shù)據(jù)處理電路37的氣體壓力信號輸入端作為控制器的氣體壓力信號輸入端與壓 力變送器16的氣體壓力信號輸出端連接，數(shù)據(jù)處理電路37的氣體壓力控制信號輸出端作 為控制器的氣體壓力控制信號輸出端與真空泵38的氣體壓力控制信號輸入端連接；
[0057]數(shù)據(jù)處理電路37的溫度信號輸入端作為控制器的溫度信號輸入端與熱電偶23的 溫度信號輸出端連接，數(shù)據(jù)處理電路37的溫度控制信號輸出端作為控制器的溫度控制信 號輸出端與加熱控制器39的溫度控制信號輸入端連接。
[0058]本實(shí)施方式中，控制器還可以包括顯示器，顯示器用于顯示靜壓力值、摩擦力值、 接觸電阻值和氣壓值，可以使技術(shù)人員實(shí)時(shí)地觀察到本系統(tǒng)在測量過程中的工作狀態(tài)，如 出現(xiàn)突發(fā)情況，技術(shù)人員也可以通過顯示數(shù)值進(jìn)行故障排除，從而保證測量工作的正常進(jìn) 行。
【權(quán)利要求】
1.觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括真空室、微動夾持機(jī)構(gòu)、 固定夾持機(jī)構(gòu)和控制電路，真空室由底盤(11)和真空罩(20)組成，所述真空罩(20)與底盤(11)固定連接，且與所述底盤(11)形成密閉的空間，所述空間為真空腔；所述底盤(11)上設(shè)置有密封航空插件(18)、壓力變送器安裝通孔、氣閥安裝通孔和固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔；微動夾持機(jī)構(gòu)位于真空腔內(nèi)，且該微動夾持機(jī)構(gòu)固定在底盤(11)的中心位置，所述微動夾持機(jī)構(gòu)由下試件夾持裝置和靜壓力傳感器(12)組成，所述下試件夾持裝置固定在靜壓力傳感器(12)的上表面；固定夾持機(jī)構(gòu)包括豎板(I)和上試件夾持裝置，所述豎板(I)的一端由底盤(11)上的固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔穿入到真空腔內(nèi)，所述豎板(I)與底盤(11)之間通過兩個(gè)法蘭和一個(gè)密封橡膠墊密封連接，所述密封橡膠墊的中間帶有通孔，且該密封橡膠墊覆蓋底盤(11) 的固定夾持機(jī)構(gòu)安裝通孔，豎板(I)位于該通孔內(nèi)，所述豎板(I)通過法蘭與密封橡膠墊固定連接，所述密封橡膠墊的外邊緣通過另一個(gè)法蘭與底盤(11)固定連接；所述兩個(gè)法蘭之間留有均勻間隙，所述間隙大于2mm ;上試件夾持裝置位于真空腔內(nèi)，且該上試件夾持裝置位于下試件夾持裝置的正上方，所述上試件夾持裝置與豎板(I)固定連接；控制電路包括摩擦力傳感器(13)、加熱控制器(39)、壓力變送器(16)、真空泵(38)和控制器，摩擦力傳感器(13)用于測量上試件夾持裝置和下試件夾持裝置之間產(chǎn)生的摩擦力，加熱控制器(39)用于控制下試件夾持裝置的溫度，壓力變送器(16)由底盤(11)上的壓力變送器安裝通孔穿入到真空腔中，用于測量真空腔的內(nèi)部壓力，靜壓力傳感器(12)的靜壓力信號輸出端與控制器的靜壓力信號輸入端連接，摩擦力傳感器(13)的摩擦力信號輸出端與控制器的摩擦力信號輸入端連接，加熱控制器(39)的溫度控制信號輸入端與控制器的溫度控制信號輸出端連接，壓力變送器(16)的氣體壓力信號輸出端與控制器的氣體壓力信號輸入端連接，控制器的氣體壓力控制信號輸出端與真空泵(38)的氣體壓力控制信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述底盤(11)和真空罩(20)之間通過硅膠墊圈實(shí)現(xiàn)密封，底盤(11)和真空罩(20)通過C型鉗(21) 固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，它還包括氣閥(17)，所述氣閥(17)由底盤(11)上的氣閥安裝通孔穿入到真空腔中，氣閥(17)的出氣口通過軟管與真空泵(38)的抽氣口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，它還包括固定板(31)，所述固定板(31)的上表面與靜壓力傳感器(12)的下表面固定連接，固定板(31)的下表面與底盤(11)的上表面固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，下試件夾持裝置包括L型支撐板(10)、加熱盒(9)、熱電偶(23)、發(fā)熱片(22)和下夾具(8)，所述L型支撐板(10)的底板的下表面與靜壓力傳感器(12)的上表面固定連接，L型支撐板(10)的底板的上表面與加熱盒(9)的下表面固定連接，下夾具(8)的固定端嵌入加熱盒中，下夾具(8)的試件夾持端豎直向上，發(fā)熱片(22)固定安裝在加熱盒(9)的內(nèi)部，用于對下夾具(8) 進(jìn)行加熱摩擦力傳感器(13)的一端與L型支撐板(10)的側(cè)板的內(nèi)表面固定連接，摩擦力傳感器(13)的另一端與加熱盒(9)的側(cè)壁固定連接，熱電偶(23)的測量端與下夾具(8) 的側(cè)面緊貼，用于測量下夾具的溫度，熱電偶(23)的溫度信號輸出端與控制器的溫度信號輸入端連接，加熱控制器(39)的溫度控制信號輸出端與發(fā)熱片(22)的溫度控制信號輸入端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上試件夾持裝置包括橫板(2)、螺母套筒(3)、上夾具(4)、限位螺母(5)和加力軸(32)，所述橫板(2) 的一端的下表面與豎版(I)的頂端固定連接，橫板(2)的另一端加工有通孔，加力軸(32) 穿過所述通孔中，上夾具(4)的固定端與加力軸(32)的底部固定連接，上夾具(4)的試件夾持端豎直向下，加力軸(32)的外表面加工有螺紋，螺母套筒(3)通過螺紋連接套在加力軸(32)的外側(cè)，且螺母套筒(3)的下端面與橫板(2)的上表面固定連接，限位螺母(5)與加力軸(32)通過螺紋連接，且所述限位螺母(5)位于螺母套筒(3)的上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，上夾具(4)的試件夾持端和下夾具(8)的試件夾持端分別引出四個(gè)電極，所述四個(gè)電極用于測量上夾具(4)的試件夾持端和下夾具(8)的試件夾持端之間的接觸電阻，所述接觸電阻信號與控制器的接觸電阻信號輸入端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸點(diǎn)材料綜合應(yīng)力環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括信號采集電路(33)、信號調(diào)理電路(34)、A/D轉(zhuǎn)換電路(35)、串行通信電路(36)和數(shù)據(jù)處理電路(37)，信號采集電路(33)的摩擦力信號輸入端作為控制器的摩擦力信號輸入端與摩擦力傳感器(13)的摩擦力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路(34)的摩擦力信號輸入端與信號采集電路(33)的摩擦力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路(34)的摩擦力信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路(35)的摩擦力信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(35)的摩擦力信號輸出端通過串行通信電路(36)與數(shù)據(jù)處理電路(37)的摩擦力信號輸入端連接；信號采集電路(33)的靜壓力信號輸入端作為控制器的靜壓力信號輸入端與靜壓力傳感器(12)的靜壓力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路(34)的靜壓力信號輸入端與信號采集電路(33)的靜壓力信號輸出端連接，信號調(diào)理電路(34)的靜壓力信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路(35)的靜壓力信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(35)的靜壓力信號輸出端通過串行通信電路(36)與數(shù)據(jù)處理電路(37)的靜壓力信號輸入端連接；`信號采集電路(33)的接觸電阻信號輸入端作為控制器的接觸電阻信號輸入端與接觸電阻信號連接，信號采集電路(33)的接觸電阻信號輸出端與信號調(diào)理電路(34)的接觸電阻信號輸入端連接，信號調(diào)理電路(34)的接觸電阻信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路(35)的接觸電阻信號輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換電路(35)的接觸電阻信號輸出端通過串行通信電路(36) 與數(shù)據(jù)處理電路(37)的接觸電阻信號輸入端連接；數(shù)據(jù)處理電路(37)的氣體壓力信號輸入端作為控制器的氣體壓力信號輸入端與壓力變送器(16)的氣體壓力信號輸出端連接，數(shù)據(jù)處理電路(37)的氣體壓力控制信號輸出端作為控制器的氣體壓力控制信號輸出端與真空泵(38)的氣體壓力控制信號輸入端連接； 數(shù)據(jù)處理電路(37)的溫度信號輸入端作為控制器的溫度信號輸入端與熱電偶(23)的溫度信號輸出端連接，數(shù)據(jù)處理電路(37)的溫度控制信號輸出端作為控制器的溫度控制信號輸出端與加熱控制器(39)的溫度控制信號輸入端連接。
【文檔編號】G01N3/56GK103604715SQ201310606153
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】任萬濱, 滿思達(dá), 董寶旭, 潘存發(fā), 王鵬, 翟國富 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)