专利名称：一种同时测力—位移值的新型仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型产品属于物理中的测量仪器部分。
测量力或位移值的仪器(表)在工程实践中有很多。例如CY－I型，PE－Z型力传感器用来实时测力时，是利用应变片电阻的变化，转化为电量进行测量。虽然它能较大范围地测力值，但需专门的应变片粘贴技术，而应变片制作技术复杂，价格昂贵，并在野外工作及产品质量检测中极不方便。一般的弹簧测力计(如弹簧称)虽然亦可用于称重和测拉、压力，但精度较低。它们都不能同时测力与位移值，更不能同时测交流接触器的行程距离与弹力值。
本实用新型仪器在实际运用中可以克服上述测力仪器的不足之处。
本实用新型产品的特征在于，两个带外壳的齿轮传动机构及其连接，一个受力弹簧，一个用超薄有机玻璃经特殊处理制成的光电盘(外加普通的光电转换电路和接收装置)。齿轮传动机构将滑杆的直进运动转化为旋转运动，置于光敏元件(3DU)之间的光电盘周围有等距离的明暗相间的透光点，它可让测光通过。弹簧用来进行力的传递，普通接收装置可以对脉冲信号进行处理，并进行数字显示，必要时可直接与微机相接。
本实用新型产品的优点在于第一，利用了齿轮传动机构和微机对脉冲信号的分段处理，提高了测量位移的灵敏度，根据不同需要可达0.01mm至0.001mm；第二，利用滑杆的接触式联接，实现了力与位移值的同时测量；第三，发现一种制作轻便、价廉的光电盘的方法，即采用有机玻璃，利用粘粘和拍摄手段，制成明暗相间的亮框；第四，测试仪调零简单方便，可精确测量力值。
本实用新型仪器的一种形式是将弹力弹簧加在齿轮传动机构的滑杆触头之外，另一种形式是将弹簧套在滑杆之上，利用弹簧的压缩，滑杆的直进来测力值。这两种形式的测试仪，弹力弹簧均装有微调装置，弹簧加在滑杆之外时，可以较大范围地测量力值(可达几千牛顿)；弹簧加在滑杆之内时，结构轻便，易于加工。两种形式的结构均能灵敏地测力及位移值。
本实用新型仪器可以广泛地用来1、取代一般的弹簧系数(K)测试仪；2、同时测多弹簧系统如交流接触器的行程距离与作用力值；3、称量重力；4、测转矩；5、随时标定后可以部分代替天平；6、测量工件的厚度，内外径，可部分取代游标卡尺、千分尺等。
本实用新型仪器的原理，可有几种形式的测试仪，如图一、二、三所示图一是测试仪下视图(弹簧置于触头之外)；图二是测试仪侧视图(弹簧置于触头之内)；图三是测试仪中光电盘正视图。
如图(1)是一个直进运动的滑杆；(2)是一对精密咬合的齿轮。滑杆受力作用产生直进运行，传递给齿轮，转化为旋转运动，小齿轮的轴上装有指针，它的旋转运动可以反映直进位移和力的大小，且可以将灵敏度提高两到三个数量级。图三是一光电盘，它是采用超薄有机玻璃，经拍摄、粘贴而成，它的黑白对比度极高。矩形框(9)是可以透过测试光的部分，(8)是不能透过测试光的部分，光电盘的大小和方框(9)疏密可以因需要而定，光电盘与小齿轮中心轴粘合在一起。(5)是光敏元件3DU，特点在于它只敏感测试光，抗干扰能力强。光电盘(6)旋转时，可以时断时续挡住光敏元件发出和接收的测试光，普通的外加电路和接收装置可以得到反映位移量的脉冲信号。分段处理脉冲信号，又可以将位移测量精度提高二至三个数量级。(4)是弹力弹簧，它用精密测力仪器标定，导杆直进运动时，它受到压缩。从刻度盘上可以直接读出力值大小。它的灵敏度比一般的弹簧测力计高四个数量级。(3)是简易调零装置，利用它可以迅速准确调零。(7)是触头与滑杆间的紧密接触连接，用以将被测件位移量传递到表头(17)显示。推杆头(10)与内推杆(11)，用螺丝连接，根据测量要求更换标定测试弹簧。
推杆头(10)在不受力时由防松弹簧(13)保证无松动，外推杆(12)与测力表头(14)螺丝连接，不用外推杆测量时，(10)、(11)、(12)、(13)部分取下。内弹簧(13)由微调旋扭(3)旋下，即可方便地标定更换。
实施例采用本实用新型，首先将表(17)(见附图
)固定，缓慢推动多用测试仪的表盘(16)(自动测试时用微型电机推动)。然后选取不同读数点，根据系统测量的灵敏度要求，可得到四组力一位移值数据，(弹簧系数K＝5N／mm，误差分析略去)
权利要求1.一种既能测力又能测位移的测试仪器，其特征在于两个齿轮传动机构将直进运动转化为旋转运动；两个直进杆头尾固联，将测试端位移信号传递出来；力的传递由一个受力弹簧完成；附着于旋转轴上的光电盘与外壳上的光敏元件用于光电变换，将光信号转换为电子脉冲信号。
2.根据权利要求(1)所述的一种装置，其特征在于光电盘制作材料为超薄有机玻璃，用粘贴、拍摄技术制成。
3.根据权利要求(1)所述的一种装置，其特征在于第二个齿轮传动机构直杆与第一个齿轮传动机构直杆之间的紧密接触式刚性连接。
4.根据权利要求(1)所述的一种装置，其特征在于将弹簧置于滑杆上，简便于加工的装置。
5.根据权利要求(1)所述的一种装置，其特征在于与弹簧相连的螺栓调零装置。
6.根据权利要求(1)所述的一种装置，其特征在于弹簧置于直进滑杆触头之外，测力过程中，滑杆不受力的装置。
专利摘要一种同时测力—位移值的新型仪器(GLM多用测试仪)，它利用齿轮的机械传动装置，力位移测量元件的配合和光电盘及光电变换装置，实现了力和位移值的同时测量。与同类测力或位移值的仪器相比，该仪器保证了灵敏度、可靠性、同时实测力—位移值、使用寿命及机光电一体化等方面的技术指标。
文档编号G01D21/02GK2104433SQ9022662
公开日1992年5月13日 申请日期1990年12月21日 优先权日1990年12月21日
发明者徐华, 晏磊, 韩文杰 申请人:徐华, 晏磊