Прибор для измерения твердости царапанием Советский патент 1979 года по МПК G01N3/46 

Изобретение относится к области испытания материалов и касается приборов для измерения твердости царапанием.

Известен прибор для измерения твердости царапанием, содержащий корпус, индентор, нагружающее устройство, взаимодействующее с индентором, подвижный предметный стол. Твердость материалов, измеряемая с помощью данного прибора, оценивается по размерам царапины, образованной при перемещении индентора, находящегося под заданной нагрузкой по поверхности образца 1.

Недостатком известного прибора является больщая трудоемкость при определении неоднородности механических свойств, вызванная большим объемом измерений размеров царапины в различных участках поверхности.

Ближайщим по технической сущно(сти и достигаемому результату к изобретению является прибор для измерения твердости царапанием, содержащий корпус, размещенный в нем щток с индентором, механически связанный с ним следящий рычаг, выполненный с возможностью перемещения вдоль щтока и предназначенный для воздействия в процессе испытания с поверхностью образца, датчик, установленный на щтоке, механизм нагружения, выполненный в виде

электромагнита, предметный столик, установленный с возможностью поступательного перемещения, регистрирующий прибор, подключенный к обмоткам электромагнита, нороговое устройство, усилитель и схему сравнения 2.

Недостатком этого прибора является низкая точность измерения, обусловленная, ограниченной возможностью амплитудновременного анализа сигнала, реализуемого измерительной аппаратурой известного прибора.

С целью повыщения точности измерения твердости прибор снабжен последовательно включенными между датчиком перемещений и регистрирующим прибором преобразователем .«аналог-код запоминающим устройством, амплитудно-частотным анализатором и генератором ортогональных функций.

На чертеже изображена принципиальная схема прибора.

Нрибор содержит механизм нагружения, выполненный в виде электромагнита /, щток с индентором 2, механически связанный с ним следящий рычаг 3, выполненный с возможностью перемещения вдоль щтока с индентором 2 и предназначенный для воздействия в процессе испытания с поверхностью образца 4, датчик 5, установленный на щтоке с индентором 2.

К датчику 5 через пороговое устройства 6 подключен источник 7 опорного напряжения и электродвигатель (на чертеже не показан) подвижного предметного стола 8. К источнику 7 опорного напряжения подключей блок 9 эталонных сигналов, посредством усилителя 10, связанного с электромагнитом 1.

Кроме того, к датчику 5 подключены последовательно соединенные преобразователь 11 «аналог-код, запоминаюш;ее устройство 12, амплитудно-частотный анализатор 13, генератор 14 ортогональных функций.

К амплитудно-частотному анализатору 13 подключено запоминающее устройство /5, к которому подключены схема 16 сравнения, регистрирующий прибор 17 и блок lie эталонных сигналов.

Прибор работает следующим образом.

При подъеме предметного стола 8 следящий рычаг 3 соприкасается с поверхностью образца 4 и начинает подниматься, а сигнал с датчика 5 уменьщается. Когда опорный конец рычага 3 находится на одком уровне с индентором 2, пороговое устройство 6 срабатывает и выдает сигнал на включение источника 7 опорного напряжения и электродвигателя предметного стола 8.

Блок 9 эталонных сигналов выдает сигнал, который усиливается усилителем 10 и подается на вход электромагнита /, вдавливающего индентор 2 в образец 4.

Одновременно с нагружением индентора 2 происходит перемещение предметного стола 8 в горизонтальном направлении. Кроме того, сигнал с датчика 5 поступает на преобразователь 7/ «аналог-код и в виде кода запоминается в запоминающем )стройстве 12.

При достижении индентором 2 заданной глубины сигнал на входе блока 9 становится равным нулю. Преобразователь 11 «аналог-код и запоминающее устройство 12 осуществляют задержку сигнала от датчика 5 на время перемещения индентора 2 в точку образца, которую ранее занимал рычаг 3.

При отклонении индентора 2 от заданной глубины сигнал блока 9 становится отличным от нуля и в зависимости от его значения нагружает или разгружает индентор 2 до тех пор, пака сигнал не станет снова равным нулю, что приведет к поддержанию .постоянной глубины внедрения индентора.

Хранящиеся в запоминающем устройстве 12 сигналы поступают в амплитудно-частотный анализатор 13, производящий преобразование с помощью генератора 14 ортогональных функций сигнала в дискретные амплитудно-частотные характеристики.

Эти характеристики запоминаются запоминающим устройством 15. Схема /б сравнения сопоставляет амплитудно-частотные характеристики сигнала с эталонными, поступающими с генератора J8. Результаты сравнения выдаются на регистрирующий прибор 17.

Формула изобретения

Прибор для измерения твердости царапанием, содержащий корпус, размещенный в нем щток с индентором, механически связанный с ним следящий рычаг, выполненный с возможностью перемещения вдоль щтока и предназначенный для воздействия в процессе испытания с поверхностью образца, датчик, установленный на щтоке, механизм нагружения, выполненный в виде электромагнита, предметный столик, установленный с возможностью поступательного перемещения, регистрирующий прибор, подключенный к обмоткам электромагнита, пороговое устройство, усилитель и схему сравнения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения твердости, он снабжен последовательно включенными между датчиком перемещений и регистрирующим прибором преобразователем «аналог-код запоминающим устройством, амплитздно-частотным анализатором и генератором ортогональных функций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство CGCP № Ii23744, кл. G 01 N 3/46, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР, № 344330, кл. G 01 N 3/46, 1969.