专利名称：数显维氏硬度计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械领域，尤其涉及材料硬度测试装置，特别是一种数显维氏硬 度计。
技术背景现有技术中，维氏硬度计采用杠杆加砝码的方式施加载荷，测量误差大。保荷机构 为纯机械式，保荷时间一般只有离散的几种数值，不能连续调节保荷时间。而且，经加荷后 测试压痕还需要人工切换物镜与压头，操作不方便。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种数显维氏硬度计，所述的这种数显维氏硬度计要 解决现有技术中维氏硬度计加荷方式误差大、保荷时间不能根据试样随机调节、测试精度 低、操作不方便的技术问题。本实用新型的这种数显维氏硬度计由机架、固定在机架上的升降试样台、升降试 样台上方的压头、物镜和杠杆、以及连接在杠杆后端的动力机构构成，所述的压头、物镜、杠 杆和动力机构均设置在机架上，其中，所述的动力机构由电机和滚珠丝杠构成，所述的滚珠 丝杠的上端与所述的杠杆的后端连接，所述的电机的输出轴与一个配合滚珠丝杆的螺母通 过传动装置连接，所述的压头固定在压头柄上，所述的压头柄和所述的物镜均固定在一个 转臂上，所述的转臂的中部与一个转臂电机连接，所述的转臂电机固定在机架上，压头柄的 上端与所述的杠杆连接，压头与压头柄之间设置有压力传感器，所述的压力传感器的信号 输出端通过放大器与一个模数转换器连接，所述的模数转换器与一个控制器连接，压头的 侧方设置有一个数字式自动编码器，所述的数字式自动编码器的信号输出端与所述的控制 器连接，所述的控制器与电机和转臂电机的控制端相连。进一步的，所述的螺母与电机输出轴之间通过一对齿轮连接，其中一个齿轮与电 机输出轴固定连接，另一个齿轮与螺母固定连接。进一步的，所述的电机是步进电机。进一步的，所述的试样台设置在一个螺杆上，所述的螺杆与设置在机架上的一个 螺母配合构成螺纹副。进一步的，所述的控制器连接有一个显示器和键盘。进一步的，所述的控制器是单片机。本实用新型的工作原理是压力传感器中采集电信号，经过放大器后输入到模数 转换器，经模数(AD)转换后把电压模拟信号变成数字信号，再经控制器运算处理后控制电 机进行加荷、保荷、卸荷的闭环控制系统中，而且硬度计在工作过程中，力值的微小变化能 进行自动补偿；测试后的压痕由数字式自动编码器读取，并形成硬度值，传送给控制器供显 示；同时，加荷后可控制转臂电机带动转臂转动，切换压头和物镜，便于测量压痕。 本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型在布氏硬度计中采用传感器测量压头的压力值，传送给控制器，由控制器控制加荷机构，以便控制压头 在加荷、保荷过程中施加准确的载荷；加荷后由控制使转臂转动，将压头与物镜位置切换， 试样上的压痕由数字式自动编码器读取、形成硬度值，传送给控制器供显示。
图1是本实用新型的数显维氏硬度计的结构示意图。
具体实施方式
实施例1 如图1所示，本实用新型的数显维氏硬度计，包括机架1、固定在机架上的升降试 样台2、升降试样台2的压头3、物镜13、杠杆4，以及连接在杠杆4后端的动力机构，其中， 所述的动力机构包括电机5以及与所述的电机5相连接的滚珠丝杠6，所述的滚珠丝杠6上 端与所述的杠杆4后端连接，与所述的滚珠丝杆6相配合的螺母61通过传动装置与所述的 电机5的输出轴相连接，所述的压头3固定于压头柄31上，所述的压头柄31与所述的物镜 13固定于一个转臂12上，所述的转臂12中部与固定于所述的机架1上的转臂电机14相连 接，所述的压头柄31上端与所述的杠杆4相连接，所述的压头3与所述的压头柄31之间还 固定有压力传感器8，所述的压力传感器8的信号输出端通过放大器与模数转换器相连接， 所述模数转换器与控制器9相连接，在所述的压头3侧方设置有数字式自动编码器10，所述 的数字式自动编码器10的信号输出端与所述的控制器9相连，所述的控制器9通过输出信 号与所述的电机5和转臂电机14的控制信号端相连。进一步的，所述的滚珠丝杠的螺母61与所述的电机5之间传动装置是一对齿轮7， 其中一个齿轮与所述的电机输出轴固定连接，另一个齿轮与所述的螺母固定连接。所述的 传动装置也可以链传动装置。进一步的，所述的电机5是步进电机。进一步的，所述的试样台2设置于一个螺杆21上，所螺杆21与设置于所述的机架 1上的另一个螺母22相配合构成螺纹副。进一步的，与所述的控制器9相连接还设置有一个显示器11和键盘。进一步的，所述的控制器9是单片机。
权利要求一种数显维氏硬度计，由机架、固定在机架上的升降试样台、升降试样台上方的压头、物镜和杠杆、以及连接在杠杆后端的动力机构构成，所述的压头、物镜、杠杆和动力机构均设置在机架上，其特征在于所述的动力机构由电机和滚珠丝杠构成，所述的滚珠丝杠的上端与所述的杠杆的后端连接，所述的电机的输出轴与一个配合滚珠丝杆的螺母通过传动装置连接，所述的压头固定在压头柄上，所述的压头柄和所述的物镜均固定在一个转臂上，所述的转臂的中部与一个转臂电机连接，所述的转臂电机固定在机架上，压头柄的上端与所述的杠杆连接，压头与压头柄之间设置有压力传感器，所述的压力传感器的信号输出端通过放大器与一个模数转换器连接，所述的模数转换器与一个控制器连接，压头的侧方设置有一个数字式自动编码器，所述的数字式自动编码器的信号输出端与所述的控制器连接，所述的控制器与电机和转臂电机的控制端相连。
2.如权利要求1所述的数显维氏硬度计，其特征在于所述的螺母与电机输出轴之间 通过一对齿轮连接，其中一个齿轮与电机输出轴固定连接，另一个齿轮与螺母固定连接。
3.如权利要求1所述的数显维氏硬度计，其特征在于所述的电机是步进电机。
4.如权利要求1所述的数显维氏硬度计，其特征在于所述的试样台设置在一个螺杆 上，所述的螺杆与设置在机架上的一个螺母配合构成螺纹副。
5.如权利要求1所述的数显维氏硬度计，其特征在于所述的控制器连接有一个显示 器和键盘。
6.如权利要求1所述的数显维氏硬度计，其特征在于所述的控制器是单片机。
专利摘要一种数显维氏硬度计，包括机架、升降试样台、压头、物镜、杠杆，以及连接在杠杆后端的动力机构，动力机构包括电机以及与电机相连接的滚珠丝杠，滚珠丝杠上端与杠杆后端连接，压头柄与物镜固定于转臂上，转臂中部与转臂电机相连接，压头与压头柄之间还固定有压力传感器，压力传感器的信号输出端与控制器相连接，在压头侧方设置有数字式自动编码器，数字式自动编码器与控制器相连。在布氏硬度计中采用传感器测量压头的压力值，传送给控制器，由控制器控制加荷机构，以便控制压头在加荷、保荷过程中施加准确的载荷；加荷后由控制使转臂转动，将压头与物镜位置切换，试样上的压痕由数字式自动编码器读取、形成硬度值，传送给控制器供显示。
文档编号G01N3/42GK201637643SQ20102015749
公开日2010年11月17日 申请日期2010年4月13日 优先权日2010年4月13日
发明者钱保根 申请人:上海尚材试验机有限公司