专利名称:智能化笔卡测力仪的制作方法
本实用新型发明属于制笔行业测试笔卡夹着力的一种新型专用仪器。
目前制笔行业普遍使用纤维拉力仪测量笔卡夹着力。由于使用这种仪器是手工操工，人为影响因素多，标准插片相对移动速度不稳定，测量误差大，而且因为夹具不可调整，测量不同笔卡时，会使标准插片偏离原来的中心轴线，从而造成测量精度不高，用纤维拉力仪测量笔卡示意图如图1所示，被测笔套〔1〕被夹持在卡具〔14〕上，插入笔套〔1〕和笔卡〔2〕之间的标准插片〔3〕通过拉力绳〔4〕，经节点〔19〕与传动齿轮系〔18〕连接。操作者搬动手动柱塞泵〔15〕，柱塞带动笔套〔1〕向下移动，标准插片〔3〕通过拉力绳〔4〕和传动齿轮系〔18〕使指针〔17〕相对刻度盘〔16〕转动，当标准插片〔3〕脱离笔卡〔2〕的瞬间，指针〔17〕在刻度盘上所指刻度即为笔夹着力，由于结构所限，决定了被测力的采样精度不高，因为被测力经过支点〔19〕和传动齿轮系〔18〕的传递而带动指针〔17〕，因此拉力绳〔4〕和支点〔19〕之间以及传动齿轮系〔18〕内部的润滑状态，齿轮间隙等因素影响被测力的传递。传动齿轮系〔18〕转动惯量大，不能反映由于笔套〔1〕和笔卡〔2〕的结构，材料和工艺方面的差异引起的夹着力的变化。手动柱塞泵〔15〕的液压油粘度易受温度影响，由于以上诸原因改变了笔卡的动态特性，使测量结果失真。另外，使用指针〔17〕和刻度盘〔16〕指示被测力值，而且夹具〔14〕不可调整，测量不同规格的笔卡会使标准插片〔3〕偏离原来的中心轴线，从而决定了测量精度不高。
本实用新型的目的是从彻底改变现有装置的基本结构，配合微计算机技术，提高测量精度和适应性出发，采用小量程悬梁式荷重传感器将被测力转换成电压信号，由微计算机采集和处理，提高测量精度；用小型万向接杆和可调卡具，减小运动惯量，保证标准插片和传感器悬梁垂直，使被测力在传递过程中不失真；由微计算机控制直流电机驱动笔套下降，保证标准插片相对移动速度符合标准，自动进行测量，克服人为因素造成的测量误差，从而为制笔行业提供一种适应性强的智能化笔卡夹着测试仪器。
下面结合本实用新型的技术特征图1、用纤维拉力仪测量笔卡夹着力的结构示意图，图2、本实用新型基本结构示意图，图3、本实用新型测量系统原理框图。
智能化笔卡测力仪如图2所示，它主要由标准插片〔3〕、拉力绳〔4〕、万向接杆〔5〕、可调卡头〔8〕、小量程悬梁式荷重传感器〔6〕、微计算机系统〔7〕和直流电机〔12〕构成。
各部件连接方式是把标准插片〔3〕，通过拉力绳〔4〕和小型万向接杆〔5〕与传感器〔6〕悬梁轴线垂直连接，同时在卡具座〔9〕上安装了可调卡头〔8〕，以便在测量不同规格笔卡时，利用可调卡头〔8〕调整标准插片〔3〕和传感器〔6〕悬梁的相对位置，由此组成小运动惯量夹着力采样装置。通过微计算机系统〔7〕控制直流电机〔12〕，经减速器〔11〕、丝杆〔10〕、夹具座〔9〕和可调卡头〔8〕连接，组成笔套下降速度控制和数据采集处理系统。
使用本实用新型测力仪时，图2中的被测笔套〔1〕被夹持在可调卡头〔8〕上，插入笔套〔1〕和笔卡〔2〕之间的标准插片〔3〕，通过拉力绳〔4〕和万向接杆〔5〕与传感器〔6〕连接(本传感器可采用1KgCLC－1型悬梁式小量程荷重传感器)。在测量不同规格的笔卡〔2〕时，利用固定螺钉〔13〕前后调整可调卡头〔3〕的位置，保证标准插片〔3〕均与传感器〔6〕的悬梁轴线垂直，使被测力不失真地传递到传感器〔6〕，传感器〔6〕输出信号将线性地反应被测力大小，在微计算机系统〔7〕的控制下，直流电机〔12〕经减速器〔11〕、丝杆〔10〕、夹具座〔9〕、可调卡头〔8〕带动笔套〔1〕按预先调整的速度下降，当标准插片〔3〕脱离笔卡〔2〕的瞬间，由微计算机系统〔7〕采集传感器〔6〕的输出信号，进行处理后输出。
微计算机测量系统原理图如图3所示，它由稳压电源〔7、1〕、传感器〔6〕、前置放大器〔7、3〕(可采用ICL7650斩波稳零放大器)、A／D转换接口〔7、4〕(可采用DL8103电压频率转换器)、微计算机〔7、5〕、直流电机及控制驱动接口〔7、2〕和微型打印机〔7、6〕组成。利用微计算机〔7、5〕的键盘输入必要的控制信息，使直流电机在微计算机〔7、5〕的控制下，驱动笔套按标准速度下降，传感器〔6〕将笔卡夹着力转变成电压信号，经前置放大器〔7、3〕、A／D转换器〔7、4〕，由微计算机〔7、5〕采集和处理，自动扣除传感器和电路漂移，显示标准插片脱离笔卡瞬间的力值，并经微型打印机〔7、6〕打印输出。
本实用新型的试制样机，其测量方法符合制笔行业技术要求，传感器标定精度为全量程的0.5％，标准砝码标定仪器精度为全量程的0.5％由于微计算机控制电机自动进给，保证插片相对移动速度稳定，克服了人为因素影响。而且由于卡具可调，克服了原来卡具不可调整使测量不同规格笔卡时，标准插片偏离原来中心轴线所造成测量精度不高的缺点，提高了精度和自动化水平，适应各种笔卡夹着力测试要求，为制笔行业提供测试笔卡夹着力的理想仪器，此外，它还可适应其它夹子、卡箍的夹着能力的测试要求，同时还扩展了微计算机的应用领域。
权利要求
1.一种用来进行各种笔卡夹着力试验的测力仪，它包括一个笔卡夹着力采样装置和一个微计算机测量系统，其特征在于是由标准插片[3]、拉力绳[4]、万向接杆[5]、可调卡头[8]、小量程悬梁式荷重传感器[6]、微计算机系统[7]和直流电机[12]主要部件构成。
2.按照权利要求
1所述的笔卡夹着力测力仪、其特征在于标准插片〔3〕通过拉力绳〔4〕和小型万向接杆〔5〕与传感器〔6〕悬梁轴线垂直连接，同时在卡具座上安装了可调卡头〔8〕，以便在测量不同规格的笔卡时，利用可调卡头〔8〕调整标准插片〔3〕和传感器〔6〕悬梁的相对位置，由此组成了小运动惯量夹着力采样装置。
3.按照权利要求
1、2所述的笔卡夹着力测力仪其特征在于微计算机系统〔7〕控制直流电机〔12〕，经减速器〔11〕、丝杆〔10〕、夹具座〔9〕和可调卡头〔8〕连接，组成插片相对移动速度控制和数据控制采集处理系统。
专利摘要
智能化笔卡测力仪属于制笔行业测试各种笔卡夹着力的一种专用测力仪器。本实用新型采用小惯量传动系统直线传递被测力。利用可调卡头，调整笔卡位置，克服在测量过程中产生的失真；用小量程悬梁式荷重传感器进行拉力测量；用微计算机控制插片相对移动速度和数据采集处理，从而使测力仪适合于各种笔卡动态特性的测量，减少人为因素影响，提高了测量精度和自动化水平，同时扩展了微计算机的应用领域。
文档编号G01L5/00GK86202315SQ86202315
公开日1987年7月15日 申请日期1986年4月29日
发明者吴乃优, 林桦, 马卫国, 贺刚 申请人:天津师范大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan