一种应变式粗糙度传感器的制作方法

本发明涉及粗糙度测试领域，尤其涉及一种应变式粗糙度传感器。

背景技术：

表面粗糙度是反映各种机械工件表面加工质量的重要指标，而工件表面粗糙度的测量通常是由粗糙度仪来完成的，但是目前市场上出售的粗糙度仪结构单一，粗糙度测量精度较低。

因此，为了便于工作人员使用工件进行后续的精确作业，有必要提供一种能够提高粗糙度测量精度的应变式粗糙度传感器。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种应变式粗糙度传感器，用以提高粗糙度测量精度，该应变式粗糙度传感器包括：弹性件、感应件、电阻应变片；

所述弹性件的一端与粗糙度仪的电动机固定连接；

所述感应件设置在所述弹性件的另一端上，用于与待检查工件表面接触；

所述电阻应变片设置在所述弹性件的表面，与所述粗糙度仪电连接。

在一种可能的设计中，所述电阻应变片的数量为两个，分别设置在所述弹性件两个相反的端面上。

在一种可能的设计中，两个所述电阻应变片接成全桥电路。

在一种可能的设计中，所述感应件为触针。

在一种可能的设计中，还包括：壳体，套设在所述弹性件、所述感应件、所述电阻应变片外部。

在一种可能的设计中，还包括：底座，设置在所述壳体内，且所述底座与所述弹性件、所述壳体连接。

在一种可能的设计中，所述底座与所述弹性件、所述壳体均为可拆卸连接。

在一种可能的设计中，所述底座与所述弹性件、所述壳体均是通过螺钉连接。

在一种可能的设计中，所述电阻应变片粘贴在所述弹性件上，并通过密封材料密封。

在一种可能的设计中，所述密封材料为硅橡胶。

本发明实施例提供的应变式粗糙度传感器，通过设置弹性件和感应件，并使弹性件的一端与粗糙度仪的电动机固定连接，感应件设置在弹性件的另一端上，当感应件在待检查工件表面上运动时，可以保证弹性件随感应件在待检查工件表面的上下波动而发生弹性形变，进而使设置在其表面的电阻应变片被拉伸或被挤压，产生模拟电压信号，并将该模拟电压信号以模拟电压波形的形式传输到粗糙度仪中，利用粗糙度仪对其进行数据处理并展示，以便工作人员能够准确的测量出待测工件表面的粗糙度，有效提高了粗糙度测量精度，便于后续使用工件进行精确作业。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明实施例中应变式粗糙度传感器的结构示意图。

附图标记如下：

1弹性件，

2感应件，

3电阻应变片，

4壳体，

5底座，

6螺钉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例提供了一种应变式粗糙度传感器，如附图1所示，该应变式粗糙度传感器包括：弹性件1、感应件2、电阻应变片3。弹性件1的一端与粗糙度仪的电动机固定连接。感应件2设置在弹性件1的另一端上，用于与待检查工件表面接触。电阻应变片3设置在弹性件1的表面，与粗糙度仪电连接。

当需要检测工件表面的粗糙度时，将感应件2的端部放在工件的表面上，利用粗糙度仪的电动机推动弹性件1运动，进而带动弹性件1上的感应件2在工件的表面运动。由于被测工件表面存在粗糙度，因此，此时感应件2的端部会经过被测工件表面的波峰和波谷，在此过程中，感应件2上下运动，带动弹性件1发生弹性变形，进而使弹性件1表面的电阻应变片3被拉伸或被挤压。此时，电阻应变片3的阻值也会增加或减少，随之产生连续的模拟电压信号，并将该模拟电压信号传递至粗糙度仪中，粗糙度仪根据该模拟电压信号进行数据处理，并根据数据处理结果显示出一个连续的粗糙度的波形以及相应的粗糙度值。工作人员即可检测出被测工件表面的粗糙度大小。

本发明实施例提供的应变式粗糙度传感器，通过设置弹性件1和感应件2，并使弹性件1的一端与粗糙度仪的电动机固定连接，感应件2设置在弹性件1的另一端上，当感应件2在待检查工件表面上运动时，可以保证弹性件1随感应件2在待检查工件表面的上下波动而发生弹性形变，进而使设置在其表面的电阻应变片3被拉伸或被挤压，产生模拟电压信号，并将该模拟电压信号以模拟电压波形的形式传输到粗糙度仪中，利用粗糙度仪对其进行数据处理并展示，以便工作人员能够准确的测量出待测工件表面的粗糙度，有效提高了粗糙度测量精度，便于后续使用工件进行精确作业。

其中，弹性件1可以为悬臂梁结构。感应件2可以为压针。

为了进一步提高应变式粗糙度传感器的粗糙度测量精度，可以将电阻应变片3的数量设置为两个，并使两个电阻应变片3分别设置在弹性件1两个相反的端面上。其中，两个电阻应变片3是设置在弹性件1同一端的正反面上的。

进一步地，为了使应变式粗糙度传感器能有一个较高的灵敏度输出，可以将两个电阻应变片3接成全桥电路。其桥臂系数约为4。

具体地，当被电阻应变片3被拉伸或被挤压时，其电阻值也就会产生或正或负的电阻增量，此时，电桥的初始平衡被打破，随之产生出一个正比于被测物体表面粗糙度大小的模拟输出信号。

为了提高感应件2在待测工件表面运动时的感应能力，可以将感应件2设置为触针。

具体地，为了保证触针的硬度和灵敏度，可以将感应件2设置为金属杆，并在该金属杆的端部(与待检测工件接触的一端)镶嵌人造金刚石。该触针的直径可以设置为0.8mm-1.2mm(如1mm、1.1mm等)，其与弹性件1的夹角可以设置为90°。

在本发明实施例中，为了保证测量作业的顺利进行，避免弹性件1、感应件2、电阻应变片3受外部因素影响而发生损坏，如附图1所示，该应变式粗糙度传感器还包括：壳体4。该壳体4套设在弹性件1、感应件2、电阻应变片3外部。

其中，壳体4的材质可以为合金钢，感应件2的端部是穿出壳体4的，以与待测工件的表面接触。

为了实现弹性件1与壳体4之间的连接，以便在后续作业过程中可以使壳体4随弹性件1一同运动。如附图1所示，该应变式粗糙度传感器还包括：底座5。该底座5设置在壳体4内，且底座5与弹性件1、壳体4连接。

进一步地，为了便于实现底座5与弹性件1、壳体4之间的安装与拆卸，可以将底座5与弹性件1、壳体4均设置为可拆卸连接。

具体地，底座5与弹性件1、壳体4均是通过螺钉6连接。其中，底座5、弹性件1、壳体4上均设置有与螺钉6相适配的内螺纹孔，使用时，将螺钉6顺次拧入壳体4与底座5上的内螺纹孔，或者弹性件1与底座5上的内螺纹孔即可。

为了保证电阻应变片3能够紧固地固定在弹性件1上，并保证该电阻应变片3具有较好地防潮、耐高温，以及长期稳定性能，可以将电阻应变片3粘贴在弹性件1上，并通过密封材料密封。

具体地，可以将密封材料设置为硅橡胶。

经实验，本发明实施例提供的应变式粗糙度传感器采用直流电源供电，电压为3v，其粗糙度测量范围大于或等于±100μm，精度在6％以内，输出电压约为2mv，灵敏度为1mv/v，可准确测量出±0.1-100μm的粗糙度变化。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。