專(zhuān)利名稱(chēng)：高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，屬于計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在公路路面等級(jí)評(píng)價(jià)，車(chē)輛或飛機(jī)輪胎表面性能測(cè)試以及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所 等專(zhuān)用材料表面的質(zhì)量評(píng)價(jià)中，摩擦系數(shù)經(jīng)常是一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)， 因此摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x對(duì)提高加工水平、控制產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。原 有擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路路面施工等級(jí)評(píng)價(jià)，在保 障公路施工質(zhì)量的工作中發(fā)揮了重要的作用，但是由于測(cè)量穩(wěn)定性與測(cè) 量精度相對(duì)低，現(xiàn)有測(cè)量?jī)x在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定或者不 同測(cè)量?jī)x的測(cè)量結(jié)果存在差異等問(wèn)題，因此其應(yīng)用受到一定限制，需要 進(jìn)一步提高測(cè)量精度與穩(wěn)定性，以及解決統(tǒng)一溯源的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)裝備上存在的不足而設(shè)計(jì)提供了一種 高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，其目的是可以對(duì)各種摩擦材料試樣的摩擦 系數(shù)進(jìn)行測(cè)量，也可以對(duì)摩擦標(biāo)準(zhǔn)試塊的摩擦系數(shù)值進(jìn)行標(biāo)定。使摩擦 系數(shù)的測(cè)量直接溯源到長(zhǎng)度量與力學(xué)量，解決摩擦系數(shù)測(cè)量的計(jì)量溯源 問(wèn)題，提高摩擦系數(shù)測(cè)量水平，為產(chǎn)品質(zhì)量檢査提供可靠保障。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
該種高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，在支架的擺軸上安裝有一個(gè)擺桿， 擺桿末端安裝一個(gè)擺錘，擺錘的底部帶有磨擦片，擺軸的垂直下方設(shè)置 磨擦試塊，其特征在于在擺軸的位置處設(shè)置一個(gè)角度編碼器與擺軸聯(lián) 動(dòng)，在磨擦試塊的下方設(shè)置力傳感器，角度編碼器和力傳感器的測(cè)量數(shù) 據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處理裝置。
本發(fā)明選用角度編碼器與力傳感器對(duì)以往機(jī)械指針式的擺式摩擦系 數(shù)測(cè)量?jī)x進(jìn)行改造，編制相應(yīng)的程序?qū)α鞲衅髋c編碼器的信號(hào)進(jìn)行采 集和處理，直接得到摩擦系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)摩擦系數(shù)的數(shù)字化測(cè)量和高精 度。本發(fā)明以角度編碼器的分辨率與力傳感器的靈敏度指標(biāo)為基礎(chǔ)，滿 足了測(cè)量?jī)x的高精度要求；利用編碼器與傳感器對(duì)摩擦過(guò)程的全程監(jiān)測(cè)，保證了測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性；通過(guò)數(shù)據(jù)采集與處理程序?qū)崿F(xiàn)測(cè)量結(jié)果數(shù)字 化顯示，避免了讀數(shù)誤差。另外，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x直接
向長(zhǎng)度量與力學(xué)量的溯源，解決測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)問(wèn)題。同時(shí)具有準(zhǔn)確度高、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳述 參見(jiàn)附圖1所示，該種高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，在支架的擺軸
10上安裝有一個(gè)擺桿9，擺桿末端安裝一個(gè)擺錘2，擺錘2的底部帶有磨 擦片3，擺軸10的垂直下方設(shè)置磨擦試塊6，其特征在于在擺軸10的 位置處設(shè)置一個(gè)角度編碼器1與擺軸10聯(lián)動(dòng)，在磨擦試塊6的下方設(shè)置 力傳感器5，角度編碼器1和力傳感器5的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處 理裝置4。為了提高顯示的直觀性，該測(cè)量?jī)x還配有刻度盤(pán)7和安裝在擺 軸10上的機(jī)械式指針8。
其工作過(guò)程是擺錘2從水平位置無(wú)初速度下落，同時(shí)促發(fā)數(shù)據(jù)采 集與處理系統(tǒng)4采集角度編碼器1的信號(hào)，擺錘2擺至最下端時(shí)，摩擦 片3與摩擦試塊6發(fā)生摩擦，同時(shí)促發(fā)數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)4采集定制 力傳感器5的信號(hào)，摩擦過(guò)程結(jié)束后擺錘2繼續(xù)向上擺至最高，通過(guò)角 度編碼器1同時(shí)記錄下擺錘2摩擦后最大偏擺角度e，數(shù)據(jù)采集與處理系 統(tǒng)4根據(jù)公式(1)計(jì)算得到摩擦系數(shù)并以數(shù)字形式顯示輸出。根據(jù)摩擦力做功與擺錘勢(shì)能損失相等的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系，可以得到摩 擦系數(shù)計(jì)算公式，從而直接獲得摩擦系數(shù)測(cè)量值
A二- (1)
式中 W，摩擦正壓力；
S，摩擦行程長(zhǎng)度；
M，擺錘質(zhì)量；
g，當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?br> Z，擺錘重心到擺軸距離；
^，擺錘摩擦后最大偏擺角度。高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，通過(guò)角度編碼器與力傳感器可以做到 對(duì)摩擦瞬間波形的全程記錄以檢驗(yàn)測(cè)量的重復(fù)性。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)-
1. 角度編碼器代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械指針，使擺綞的偏擺角度測(cè)量數(shù)字化且 精度咼；
2. 用力傳感器代替?zhèn)鹘y(tǒng)彈簧標(biāo)定的手段，可以做到對(duì)摩擦過(guò)程正壓
權(quán)利要求
1.一種高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，在支架的擺軸(10)上安裝有一個(gè)擺桿(9)，擺桿末端安裝一個(gè)擺錘(2)，擺錘(2)的底部帶有磨擦片(3)，擺軸(10)的垂直下方設(shè)置磨擦試塊(6)，其特征在于在擺軸(10)的位置處設(shè)置一個(gè)角度編碼器(1)與擺軸(10)聯(lián)動(dòng)，在磨擦試塊(6)的下方設(shè)置力傳感器(5)，角度編碼器(1)和力傳感器(5)的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處理裝置(4)。
全文摘要
本發(fā)明是一種高精度擺式摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，在支架的擺軸上安裝有一個(gè)擺桿，擺桿末端安裝一個(gè)擺錘，擺錘的底部帶有磨擦片，擺軸的垂直下方設(shè)置磨擦試塊，其特征在于在擺軸的位置處設(shè)置一個(gè)角度編碼器與擺軸聯(lián)動(dòng)，在磨擦試塊的下方設(shè)置力傳感器，角度編碼器和力傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集與處理裝置。本發(fā)明裝置利用力傳感器與角度編碼器的信號(hào)對(duì)摩擦試塊的摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)量與校準(zhǔn)，可以解決摩擦系數(shù)計(jì)量溯源問(wèn)題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N19/02GK101587058SQ200910158068
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者張大治, 曹東偉, 李新良, 宇 王, 璐 陳 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所