[实用新型]一种往复运动摩擦力实时测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种往复运动摩擦力实时测量装置，能够实时地测量往复运动中摩擦副之间的摩擦力。 

背景技术

对于往复惯性力的测量有多种方法。目前采用较多的是在弹性悬臂梁上贴应变片，通过应变片的变形产生电压信号，最终在示波器或者是数字式电压表上定性显示电压变化波形，通过标定读取摩擦力的值。这种方法操作起来较为复杂，且不能直观的读取摩擦力的大小。 

发明内容

在保证精度、实时性的前提下，为了使得整个摩擦力测量的操作简单易行，本实用新型提供了一种往复运动摩擦力实时测量装置，该装置通过下位机测量出摩擦力信号，并通过串口传送到PC机上，通过VB可视化编程显示出当前摩擦力的大小，并绘制出实时趋势曲线，实现对摩擦力的动态观察。所有测量所得到的实时结果通过顺序文件方式存放在TEXT文档中。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用S型应变片式力传感器，将传感器安装在下试件的一端，上试件作为运动件，在下试件的表面做往复运动。使用滚动轴承使下试件只能在往复运动方向上由于摩擦力的作用而做平行移动。上试件在运动过程中产生的摩擦力就会使得下试件交替挤压S型力传感器，从而产生电压信号。该装置由上试件夹片，上试件，滚动轴承，下试件，传感器，导轨，推杆组成，传感器的一端与下试件的前断面相接触，下试件的另一端与一固定的挡板接触，上试件在两上试件夹片之间，上试件在下试件表面的运动将带动滚动轴承在导轨上滚动，挤压S型力传感器从而产生电压变化信号，推杆与上试件夹片接触。 

本实用新型采用LCS-S3型力传感器，产生的压力信号经配套的RW-ST01型拉压力变送器放大至0-5V。放大后的压力信号处理采用ADC0809芯片和AT89S51单片机进行模数转换。为了能够更直观清晰的观察到摩擦力的值及其实时趋势变化，本实用新型使用单片机的可编程全能双工串行通信接口(UART)实现和MAX232芯片实现单片机对PC机的信息传递。上位机对信息的接收采用VB的串口通信控件MSCOMM编程处理。使用时钟控件设计对下位机信息的采集频率，显示在TABLE控件中。摩擦力的实时趋势图采用在PICTUREBOX控件中使用LINE方法对PC机采集到得信息实时连续的以曲线的方式显示在PC机界面中。为了能够把数据记录下来供后来的分析，在VB编程过程中使用了顺序文件的存储方式把上位机采集的信息存储在TEXT文档中。 

本实用新型的有益效果是，在简单的操作步骤下即可实现对往复运动摩擦力实时的测量。并通过界面上的实时趋势图及时直观的观察到摩擦力的变化，所采集到的摩擦力数值的存储也为日后的研究提供了坚实客观的数据依据。整个过程操作简单，测量成本小，在测量结果中考虑滚动轴承的效率来修正所得到的结果，可以实现较好的精度。 

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，但本实用新型的结构不限于附图所示。 

附图说明

图1是本实用新型的装置的结构示意图。 

图2是本实用新型的装置的电路原理图。 

具体实施方式

图1中，上试件夹片1，上试件2，滚动轴承3，下试件4，传感器5，导轨6，推杆7。传感器5的一端与下试件4的前断面相接触，下试件4的另外一端与一固 定的挡板接触。上试件2的下部是下试件4，下试件4的两侧部有滚动轴承3，滚动轴承3的下部是导轨6，上试件2在下试件4表面的运动将带动滚动轴承3在导轨6上滚动，挤压S型力传感器5从而产生电压变化信号。在实验前，调整好下试件4与传感器5的接触预紧力非常重要(可以根据上位机压力信号曲线图来调整)。图2为本实用新型的电路原理图。传感器的信号经过放大电路放大后进入AD0806的IN0通道(本设计中由于只有一路信号，故芯片的通道选择控制口均接地，表示选择通道0)，经过转换后经EXP1-8通道送至单片机的P0口。由MAX232实现电平的转换，经全能双工串行口送至RS232接口。在上位机的VB编程中，使用了TABLE控件来显示摩擦力的值，设计了三个按钮控件分别来控制上位机数据采集的开始、停止和开始记录数据。