專利名稱：一種同時(shí)測(cè)力—位移值的新型儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型產(chǎn)品屬于物理中的測(cè)量?jī)x器部分。
測(cè)量力或位移值的儀器(表)在工程實(shí)踐中有很多。例如CY－I型，PE－Z型力傳感器用來實(shí)時(shí)測(cè)力時(shí)，是利用應(yīng)變片電阻的變化，轉(zhuǎn)化為電量進(jìn)行測(cè)量。雖然它能較大范圍地測(cè)力值，但需專門的應(yīng)變片粘貼技術(shù)，而應(yīng)變片制作技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，并在野外工作及產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中極不方便。一般的彈簧測(cè)力計(jì)(如彈簧稱)雖然亦可用于稱重和測(cè)拉、壓力，但精度較低。它們都不能同時(shí)測(cè)力與位移值，更不能同時(shí)測(cè)交流接觸器的行程距離與彈力值。
本實(shí)用新型儀器在實(shí)際運(yùn)用中可以克服上述測(cè)力儀器的不足之處。
本實(shí)用新型產(chǎn)品的特征在于，兩個(gè)帶外殼的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及其連接，一個(gè)受力彈簧，一個(gè)用超薄有機(jī)玻璃經(jīng)特殊處理制成的光電盤(外加普通的光電轉(zhuǎn)換電路和接收裝置)。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將滑桿的直進(jìn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，置于光敏元件(3DU)之間的光電盤周圍有等距離的明暗相間的透光點(diǎn)，它可讓測(cè)光通過。彈簧用來進(jìn)行力的傳遞，普通接收裝置可以對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，并進(jìn)行數(shù)字顯示，必要時(shí)可直接與微機(jī)相接。
本實(shí)用新型產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于第一，利用了齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和微機(jī)對(duì)脈沖信號(hào)的分段處理，提高了測(cè)量位移的靈敏度，根據(jù)不同需要可達(dá)0.01mm至0.001mm；第二，利用滑桿的接觸式聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了力與位移值的同時(shí)測(cè)量；第三，發(fā)現(xiàn)一種制作輕便、價(jià)廉的光電盤的方法，即采用有機(jī)玻璃，利用粘粘和拍攝手段，制成明暗相間的亮框；第四，測(cè)試儀調(diào)零簡(jiǎn)單方便，可精確測(cè)量力值。
本實(shí)用新型儀器的一種形式是將彈力彈簧加在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑桿觸頭之外，另一種形式是將彈簧套在滑桿之上，利用彈簧的壓縮，滑桿的直進(jìn)來測(cè)力值。這兩種形式的測(cè)試儀，彈力彈簧均裝有微調(diào)裝置，彈簧加在滑桿之外時(shí)，可以較大范圍地測(cè)量力值(可達(dá)幾千牛頓)；彈簧加在滑桿之內(nèi)時(shí)，結(jié)構(gòu)輕便，易于加工。兩種形式的結(jié)構(gòu)均能靈敏地測(cè)力及位移值。
本實(shí)用新型儀器可以廣泛地用來1、取代一般的彈簧系數(shù)(K)測(cè)試儀；2、同時(shí)測(cè)多彈簧系統(tǒng)如交流接觸器的行程距離與作用力值；3、稱量重力；4、測(cè)轉(zhuǎn)矩；5、隨時(shí)標(biāo)定后可以部分代替天平；6、測(cè)量工件的厚度，內(nèi)外徑，可部分取代游標(biāo)卡尺、千分尺等。
本實(shí)用新型儀器的原理，可有幾種形式的測(cè)試儀，如圖一、二、三所示圖一是測(cè)試儀下視圖(彈簧置于觸頭之外)；圖二是測(cè)試儀側(cè)視圖(彈簧置于觸頭之內(nèi))；圖三是測(cè)試儀中光電盤正視圖。
如圖(1)是一個(gè)直進(jìn)運(yùn)動(dòng)的滑桿；(2)是一對(duì)精密咬合的齒輪?；瑮U受力作用產(chǎn)生直進(jìn)運(yùn)行，傳遞給齒輪，轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，小齒輪的軸上裝有指針，它的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以反映直進(jìn)位移和力的大小，且可以將靈敏度提高兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)。圖三是一光電盤，它是采用超薄有機(jī)玻璃，經(jīng)拍攝、粘貼而成，它的黑白對(duì)比度極高。矩形框(9)是可以透過測(cè)試光的部分，(8)是不能透過測(cè)試光的部分，光電盤的大小和方框(9)疏密可以因需要而定，光電盤與小齒輪中心軸粘合在一起。(5)是光敏元件3DU，特點(diǎn)在于它只敏感測(cè)試光，抗干擾能力強(qiáng)。光電盤(6)旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以時(shí)斷時(shí)續(xù)擋住光敏元件發(fā)出和接收的測(cè)試光，普通的外加電路和接收裝置可以得到反映位移量的脈沖信號(hào)。分段處理脈沖信號(hào)，又可以將位移測(cè)量精度提高二至三個(gè)數(shù)量級(jí)。(4)是彈力彈簧，它用精密測(cè)力儀器標(biāo)定，導(dǎo)桿直進(jìn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它受到壓縮。從刻度盤上可以直接讀出力值大小。它的靈敏度比一般的彈簧測(cè)力計(jì)高四個(gè)數(shù)量級(jí)。(3)是簡(jiǎn)易調(diào)零裝置，利用它可以迅速準(zhǔn)確調(diào)零。(7)是觸頭與滑桿間的緊密接觸連接，用以將被測(cè)件位移量傳遞到表頭(17)顯示。推桿頭(10)與內(nèi)推桿(11)，用螺絲連接，根據(jù)測(cè)量要求更換標(biāo)定測(cè)試彈簧。
推桿頭(10)在不受力時(shí)由防松彈簧(13)保證無松動(dòng)，外推桿(12)與測(cè)力表頭(14)螺絲連接，不用外推桿測(cè)量時(shí)，(10)、(11)、(12)、(13)部分取下。內(nèi)彈簧(13)由微調(diào)旋扭(3)旋下，即可方便地標(biāo)定更換。
實(shí)施例采用本實(shí)用新型，首先將表(17)(見附圖
)固定，緩慢推動(dòng)多用測(cè)試儀的表盤(16)(自動(dòng)測(cè)試時(shí)用微型電機(jī)推動(dòng))。然后選取不同讀數(shù)點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)測(cè)量的靈敏度要求，可得到四組力一位移值數(shù)據(jù)，(彈簧系數(shù)K＝5N／mm，誤差分析略去)
權(quán)利要求1.一種既能測(cè)力又能測(cè)位移的測(cè)試儀器，其特征在于兩個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將直進(jìn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；兩個(gè)直進(jìn)桿頭尾固聯(lián)，將測(cè)試端位移信號(hào)傳遞出來；力的傳遞由一個(gè)受力彈簧完成；附著于旋轉(zhuǎn)軸上的光電盤與外殼上的光敏元件用于光電變換，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電子脈沖信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種裝置，其特征在于光電盤制作材料為超薄有機(jī)玻璃，用粘貼、拍攝技術(shù)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種裝置，其特征在于第二個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直桿與第一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直桿之間的緊密接觸式剛性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種裝置，其特征在于將彈簧置于滑桿上，簡(jiǎn)便于加工的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種裝置，其特征在于與彈簧相連的螺栓調(diào)零裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求(1)所述的一種裝置，其特征在于彈簧置于直進(jìn)滑桿觸頭之外，測(cè)力過程中，滑桿不受力的裝置。
專利摘要一種同時(shí)測(cè)力—位移值的新型儀器(GLM多用測(cè)試儀)，它利用齒輪的機(jī)械傳動(dòng)裝置，力位移測(cè)量元件的配合和光電盤及光電變換裝置，實(shí)現(xiàn)了力和位移值的同時(shí)測(cè)量。與同類測(cè)力或位移值的儀器相比，該儀器保證了靈敏度、可靠性、同時(shí)實(shí)測(cè)力—位移值、使用壽命及機(jī)光電一體化等方面的技術(shù)指標(biāo)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK2104433SQ9022662
公開日1992年5月13日 申請(qǐng)日期1990年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月21日
發(fā)明者徐華, 晏磊, 韓文杰 申請(qǐng)人:徐華, 晏磊