本发明涉及一种测试固体弹性材料压缩弹性模量的仪器，特别是一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪。
背景技术：
橡胶密封圈是一种重要的工业用品，是多个行业的基础零部件。橡胶密封圈可以防水、防油、防气、减震等功能，它的质量好坏直接影响产品的性能和使用寿命，甚至人身财产安全。在所有橡胶圈中，使用最多的是o型橡胶密封圈，它几何形状简单、生产方便、成本低廉。由于生产技术水平的限制，生产的橡胶密封圈会存在一些缺陷，比如尺寸不一、切割不平、表面破损、凹槽等，这些缺陷会影响密封圈的物理性能，同时也会造成安全问题，同时给使用客户和生产企业造成巨大的经济损失，因此密封圈出厂前和使用前都必须进行检测，其中弹性模量的检测是重要的检测参数之一。目前，国内橡胶密封圈缺陷主要采用人工检测方式，这种检测方式，劳动强度大，易疲劳，引入了人为误差，数据稳定性差。同时，对于直径较小、厚度较小、韧性较差的橡胶圈，很难通过人工检测的方法获得精确的弹性模量。因此，开发一种自动化程度高、精度高、适应性强的检测仪器在橡胶密封圈物性检测领域是一项亟待解决的技术问题，有助于提高橡胶密封圈密封性能，对促进流体机械工业的发展有重要的实际应用价值。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪，以解决上述问题。为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现。
一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪，包括触摸屏、plc控制器、步进电机驱动器与检测仪装置，采用mt6071ie触摸屏根据任务要求控制plc程序运行，对步进电机的正反转、速度的调节、限位以及最终曲线和数据的显示，plc控制器输出高速脉冲信号至步进电机驱动器，控制步进电机启动与正反转，一级速率变化和紧急限位。当安装在步进电机上的称重式压力传感器触头接触到物体时开始产生压力信号，形成的压力模拟量信号传输给模拟量信号放大器进行信号放大，再通过plc的em235模拟量模块对数据进行采集，并将其转换为数字信号，通过cpu224xp发送给触摸屏，在触摸屏上形成压力与时间的动态关系曲线，步进电机驱动器采用二相混合式步进电机细分驱动器ma860h，允许接入的电压范围为直流24-40v，电流强度为0.5a电流，在接通26v直流电源之前需要串联3k欧姆电阻，检测仪装置包括步进电机、电机支撑板、丝杠、凸缘联轴器、六角头螺栓、六角圆螺母、轴承端盖、轴承座、推力球轴承、滚珠丝杠、滑块、螺母副、肋板、被测样件、工作台、机座、背板、底板、压力传感器套筒，滑道、探头，步进电机采用立式二相混合式步进电机86byg250h型号，通过螺钉固定在电机支撑板上，电机支撑板通过内六角螺栓固定在背板顶部，底板通过内六角螺栓与背板固连，凸缘联轴器连接步进电机主轴与丝杠，丝杠通过轴承座与推力球轴承支撑，轴承端盖通过内六角螺栓与轴承座固连，压力传感器套筒通过螺栓与螺母副固连，滑块与压力传感器套筒焊接为一体，滑块可在滑道上滑动，探头通过螺纹副与压力传感器套筒内的压力传感器连接，被测样件放置在工作台表面，工作台通过螺栓与机座固连。
测试原理：首先将控制程序导入plc和触摸屏，通过触摸屏将控制指令传送给s7-1200系列plc，plc再发送高速脉冲信号至步进电机驱动器来控制步进电机的启动与正反转，以及速度改变和紧急限位。当安装在步进电机上的称重式压力传感器探头接触到被测密封橡胶圈时将产生压力信号，然后将形成的压力模拟量信号传送至模拟量信号放大器进行放大，进而通过em235模拟量模块对数据进行采集，将其转换成数字量信号，再通过cpu224最终发送给触摸屏，在触摸屏上形成压力与时间的动态关系曲线，探头的悬臂结构能够适应具有不同直径的密封橡胶圈的测试要求。
进一步，作为一种具体的结构形式，本发明所述的压力传感器采用铝合金轮辐式压力传感器，压力传感器内部通过引线接入惠斯通电桥中，传感器与探头通过螺纹副连接，当传感器受到外界压力后，内部芯片电阻阻值发生变化，电桥失去平衡，电桥将输出与压力对应的电信号，传感器的电阻变化将通过电桥转换为压力信号输出。
进一步，作为一种具体的结构形式，本发明所述的探头由三个具有矩形横截面的悬臂探测杆构成，探测杆夹角为120°，探测杆下表面的平面度小于0.05mm,表面粗糙度小于0.025um。
进一步，作为一种具体的结构形式，本发明所述的丝杠采用推力球轴承支撑，并与螺母副连接，丝杠旋转螺母副向下移动，丝杠与步进电机主轴采用凸缘联轴器连接。
进一步，作为一种具体的结构形式，本发明所述的压力传感器套筒采用铝镁合金制成，表面焊接支撑板与滑块，通过支撑板与螺母副固连，滑块可在滑道上滑动，探头通过螺纹副与压力传感器套筒内的压力传感器连接。
进一步，作为一种具体的结构形式，本发明所述的步进电机驱动器采用二相混合式步进电机细分驱动器ma860h，允许接入的电压范围为直流24-40v，电流强度为0.5a电流，在接通26v直流电源之前需要串联3k欧姆电阻。
进一步，作为一种具体的结构形式，本发明所述的plc控制器采用s7-1200系列发送高速脉冲信号令步进电机转动，通过压力传感器采集被测橡胶密封圈后承受的压力变化，再通过模拟量模块em235将模拟量信号转换成数字量信号。
附图说明
图1为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的功能原理图；
图2为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的检测仪装置的装配图主视图；
图3为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的检测仪装置的装配图左视图；
图4为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的探头主视图；
图5为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的探头俯视图；
图6为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的机座主视图；
图7为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的机座的左图；
图8为本发明的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪的机座俯视图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明做进一步详细说明。
如图1~8所示，本发明设计的一种橡胶密封圈压缩弹性模量测试仪包括触摸屏（1）、plc控制器（2）、步进电机驱动器（3）与检测仪装置（4），采用mt6071ie触摸屏（1）根据任务要求控制plc程序运行，对步进电机的正反转、速度的调节、限位以及最终曲线和数据的显示，plc控制器（2）输出高速脉冲信号至步进电机驱动器，控制步进电机启动与正反转，一级速率变化和紧急限位。当安装在步进电机上的称重式压力传感器触头接触到物体时开始产生压力信号，形成的压力模拟量信号传输给模拟量信号放大器进行信号放大，再通过plc的em235模拟量模块对数据进行采集，并将其转换为数字信号，通过cpu224xp发送给触摸屏，在触摸屏上形成压力与时间的动态关系曲线，步进电机驱动器（3）采用二相混合式步进电机细分驱动器ma860h，允许接入的电压范围为直流24-40v，电流强度为0.5a电流，在接通26v直流电源之前需要串联3k欧姆电阻，检测仪装置（4）包括步进电机（401）、电机支撑板（402）、丝杠（403）、凸缘联轴器（404）、六角头螺栓（405）、六角圆螺母（406）、轴承端盖（407）、轴承座（408）、推力球轴承（409）、滚珠丝杠（410）、滑块（411）、螺母副（412）、肋板（413）、被测样件（414）、工作台（415）、机座（416）、背板（417）、底板（418）、压力传感器套筒（419），滑道（420）、探头（421），步进电机（401）采用立式二相混合式步进电机86byg250h型号，通过螺钉固定在电机支撑板（402）上，电机支撑板（402）通过内六角螺栓固定在背板（417）顶部，底板（418）通过内六角螺栓与背板（417）固连，凸缘联轴器（404）连接步进电机（401）主轴与丝杠（403），丝杠（403）通过轴承座（408）与推力球轴承（409）支撑，轴承端盖（407）通过内六角螺栓与轴承座（408）固连，压力传感器套筒（419）通过螺栓与螺母副（412）固连，滑块（411）与压力传感器套筒（419）焊接为一体，滑块（411）可在滑道（420）上滑动，探头（421）通过螺纹副与压力传感器套筒（419）内的压力传感器连接，被测样件（414）放置在工作台（415）表面，工作台（415）通过螺栓与机座（416）固连，首先将控制程序导入plc和触摸屏，通过触摸屏将控制指令传送给s7-1200系列plc，plc再发送高速脉冲信号至步进电机驱动器来控制步进电机的启动与正反转，以及速度改变和紧急限位，当安装在步进电机上的称重式压力传感器探头接触到被测密封橡胶圈时将产生压力信号，然后将形成的压力模拟量信号传送至模拟量信号放大器进行放大，进而通过em235模拟量模块对数据进行采集，将其转换成数字量信号，再通过cpu224最终发送给触摸屏，在触摸屏上形成压力与时间的动态关系曲线，探头的悬臂结构能够适应具有不同直径的密封橡胶圈的测试要求。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依次限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所做的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。