一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，微型稱重傳感器（2）安裝到傳感器連接塊（1）中。Z軸微型拉壓傳感器（3）通過螺紋孔（7）安裝至傳感器連接塊（1），X軸微型拉壓傳感器（5）通過螺紋孔（8）安裝至傳感器連接塊（1）。通過Z軸微型拉壓傳感器（3）的螺紋連接Z軸連接桿（4）。通過X軸微型拉壓傳感器（5）的螺紋連接Z軸連接桿（4）平衡拉桿（6）。本發(fā)明提供了用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，具有可同時測量三個方向（X軸、Z軸和Y軸）上的力、易于更換傳感器及經(jīng)濟實用等優(yōu)點。
【專利說明】
一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種測量裝置，具體涉及一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市面上的大多數(shù)劃痕試驗測試儀器，結(jié)構(gòu)相對簡單，功能大多只是完成簡單的單次劃痕試驗，在試驗過程中，只能通過對刮頭加載恒定重量的砝碼來完成不同荷載/不同深度的劃痕試驗。而在試驗完成后，只能依靠顯微觀測手段對劃痕形貌、寬度、深度等來判斷材料表面耐刮擦性能的好壞，無法得到劃痕過程中實時法向力或切向力的數(shù)據(jù)，且對與進行單次復(fù)雜形式(圈形、正方形)劃痕，無法得到劃痕試驗過程中有效實時試驗數(shù)據(jù)。而對于一些價格昂貴的劃痕試驗儀器，雖然可以對劃痕試驗過程中的數(shù)據(jù)進行實時測量，但是其測量系統(tǒng)適用范圍有限，大多只能測量二軸方向的力，無法完成對單次復(fù)雜劃痕形式的實時數(shù)據(jù)測量;并且高昂的價格使得使成本大幅度提升。
[0003]除此之外，單獨使用三向力傳感器價格昂貴，并且受其自身的結(jié)構(gòu)限制，每個方向上的量程和精度都有一定的局限性。而且在使用過程中無法改變每個軸的測量范圍和參數(shù)，使得其使用范圍具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)上述的不足，本發(fā)明的目的是構(gòu)造一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，降低試驗成本和克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本發(fā)明的測量裝置能夠:
1、實時測量和記錄Y軸法向力、X軸和Z軸切向力；
2、進行劃痕試驗的同時能有效保證微型拉壓傳感器在同一直線上，防止發(fā)生偏心力矩；
3、實時測量復(fù)雜劃痕的三向力值數(shù)據(jù)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下的手段實現(xiàn)的:一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，在現(xiàn)劃痕試驗中實現(xiàn)刮頭法向力及兩個方向切向力數(shù)據(jù)的實時采集。包括:傳感器連接塊1、微型稱重傳感器2、Z軸微型拉壓傳感器3、Z軸連接桿4、X軸微型拉壓傳感器5、平衡拉桿6;微型稱重傳感器2置于管狀外形的傳感器連接塊I內(nèi)，傳感器連接塊在水平面的兩個正交方向分別與Z軸微型拉壓傳感器3和X軸微型拉壓傳感器5的一端螺紋聯(lián)接;Z軸微型拉壓傳感器3的另一端聯(lián)接Z軸連接桿4; X軸微型拉壓傳感器5的另一端聯(lián)接平衡拉桿6。
[0007]具體實施時，所有主要部件用鋁合金加工而成，并對鋁合金表面進行氧化處理，可以有效防止生銹現(xiàn)象。首先將微型稱重傳感器2安裝到傳感器連接塊I中。再將Z軸微型拉壓傳感器3通過螺紋孔7安裝至傳感器連接塊I，X軸微型拉壓傳感器5通過螺紋孔8安裝至傳感器連接塊I。最后通過Z軸微型拉壓傳感器3的螺紋連接Z軸連接桿4。通過X軸微型拉壓傳感器5的螺紋連接Z軸連接桿4平衡拉桿6。傳感器連接塊I后側(cè)開有矩形切槽10，以實現(xiàn)微型稱重傳感器信號線的安裝連接且便于更換微型稱重傳感器。通過更換不同量程微型拉壓傳感器，提高測量裝置的應(yīng)用范圍。此外，傳感器連接塊I外側(cè)可打有三個螺紋孔，以便于根據(jù)需求安裝更多微型拉壓傳感器。
[0008]本發(fā)明利用三個獨立的力傳感器，分別測量Y軸法向力和X軸與Z軸方向的切向力。通過單獨更換法向和切向上的傳感器，可對三個軸上傳感器的測量量程、精度進行調(diào)節(jié)，具有可同時測量三向力、易于更換傳感器及經(jīng)濟實用等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)裝配示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明傳感器連接塊視圖:主視圖(2a)、后視圖(2b)、仰視圖(2c)和軸測圖(2d)。
[0011 ] 圖3為本發(fā)明平衡拉桿視圖:正視圖(3a)和右視圖(3b)。
[0012]圖4為本發(fā)明Z軸連接桿視圖:主視圖(4a)、左視圖(4b)、俯視圖(4c)和軸測圖(4d)0
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進一步的詳述。
[0014]圖1通過整體裝配三維視圖，給出了各個部件的裝配關(guān)系圖。首先將微型稱重傳感器2安裝到傳感器連接塊I中；再將Z軸微型拉壓傳感器3通過螺紋孔7安裝至傳感器連接塊I ;X軸微型拉壓傳感器5通過螺紋孔8安裝至傳感器連接塊I;最后通過Z軸微型拉壓傳感器3的螺紋連接Z軸連接桿4 ；通過X軸微型拉壓傳感器5的螺紋連接Z軸連接桿4平衡拉桿6。
【主權(quán)項】
1.一種用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，在現(xiàn)劃痕試驗中實現(xiàn)刮頭法向力及兩個方向切向力數(shù)據(jù)的實時采集，其特征在于，包括:傳感器連接塊(I)、微型稱重傳感器(2)、z軸微型拉壓傳感器(3)、Z軸連接桿(4)、X軸微型拉壓傳感器(5)、平衡拉桿(6);微型稱重傳感器(2)置于管狀外形的傳感器連接塊(I)內(nèi)，傳感器連接塊在水平面的兩個正交方向分別與Z軸微型拉壓傳感器(3)和X軸微型拉壓傳感器(5)的一端螺紋聯(lián)接;Z軸微型拉壓傳感器(3)的另一端聯(lián)接Z軸連接桿(4);X軸微型拉壓傳感器(5)的另一端聯(lián)接平衡拉桿(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，其特征在于，所述傳感器連接塊(I)的底部設(shè)計有螺紋孔(9)，以便于安裝不同形狀的刮頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，其特征在于，所述傳感器連接塊(I)后側(cè)開有矩形切槽(10)，以實現(xiàn)微型稱重傳感器信號線的安裝連接且便于更換微型稱重傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，其特征在于，傳感器連接塊(I)外側(cè)都打三個螺紋孔，以便于根據(jù)需求安裝微型拉壓傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于劃痕試驗儀器的三向力測量裝置，其特征在于，通過傳感器連接塊(I)、微型稱重傳感器(2)、微型拉壓傳感器(3)、Z軸連接桿(4)、微型拉壓傳感器(5)以及平衡拉桿(6)的安裝，可以實現(xiàn)劃痕試驗過程中刮頭法向力(Y軸)、切向力(X軸和Z軸)數(shù)據(jù)的實時測量采集。
【文檔編號】G01N3/02GK105823675SQ201610318135
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】程前, 魏耀富, 楊卓然, 蔣晗
【申請人】西南交通大學