[发明专利]表面压力计测装置

说明书

一种表面压力计测装置，具备抵接板、升降器、探针、压电致动器以及控制器。在抵接板，在抵接于对象物的抵接面设有针孔。升降器以将对象物压缩至预定的厚度的方式使对象物抵接于抵接面。探针以能够在针孔的轴向上移动的方式插通于针孔。压电致动器，在升降器使对象物抵接于抵接面的期间，克服探针从对象物所承受的反力而将顶端面保持为与抵接面共面。控制器根据施加于探针的载荷和探针的顶端面的面积，算出对象物的局部的表面压力。

技术领域

本说明书公开表面压力计测装置。

背景技术

有欲计测对对象物施加了预定的载荷时或将对象物压缩成了预定的厚度时的对象物表面的局部的表面压力这样的要求。例如，有时计测将用橡胶制成的衬垫(英文：gasket)压缩成了预定的厚度时的衬垫的局部的特定部分的表面压力。计测对象物的表面压力的装置被在例如日本特开2009-68991、日本特开2012-21924中公开。

日本特开2009-68991的表面压力计测装置具备：具有多个凸部的片和在承受压力时显色的压力测定材料。压力测定材料根据压力的大小而颜色变化。关于该表面压力计测装置，在片的多个凸部的头顶面贴附压力测定材料，将片按压于对象物。根据压力测定部件的颜色，来判明施加于各凸部的表面压力。关于日本特开2012-21924的表面压力计测装置，将多个探针以它们的顶端形成平面的方式配置成二维状。将对象物按压于多个探针的顶端。日本特开2012-21924的表面压力计测装置能够根据施加于各探针的载荷来获得对象物的表面的表面压力分布。

发明内容

在日本特开2009-68991的表面压力计测装置中，压力测定材料需要一定程度的面积，不适于对象物的表面的极小的局部的表面压力的计测。日本特开2012-21924的表面压力计测装置将多个探针二维排列。计测表面压力分布时的位置分辨率(英文：位置分解能)依存于探针的粗细。例如在以数十微米的分辨率来计测表面压力分布中，必须将数十微米的直径的多个探针密集地二维配置。因此，日本特开2012-21924的表面压力计测装置也不适于对象物的表面的极小的局部的表面压力的计测。在将日本特开2012-21924的表面压力计测装置的探针仅设为1根的情况下，施加于对象物整体的载荷即成为施加于探针的载荷，因此无法计测将对象物整体压缩成了预定的厚度时的局部的表面压力。本说明书所公开的技术提供一种表面压力计测装置，该表面压力计测装置能够计测对对象物施加了预定的载荷时或将对象物压缩成了预定的厚度时的对象物表面的极小的局部的表面压力。

本说明书所公开的表面压力计测装置具备：被抵接于对象物的抵接板、第1致动器、第2致动器、探针、载荷传感器以及控制器。抵接板具有抵接于对象物的抵接面，在抵接面设有孔。第1致动器构成为，使对象物以预定的载荷抵接于抵接面。或者，第1致动器构成为，以将对象物压缩至预定的厚度的方式使对象物抵接于抵接面。探针具有在抵接面侧露出的顶端面，且以能够在孔的轴向上移动的方式插通于抵接板的孔。第2致动器支承探针。第2致动器构成为，在第1致动器使对象物抵接于抵接面的期间，克服探针从对象物所承受的反力而将探针的顶端面保持为与抵接面共面。载荷传感器构成为，计测在第2致动器将探针的顶端面保持为与抵接面共面时施加于探针的载荷。控制器构成为，根据载荷传感器的计测值和探针的顶端面的面积来算出施加于探针的顶端面的表面压力。该表面压力是对象物的与探针抵接的部位的局部的表面压力。

在上述表面压力计测装置中，从孔露出的探针的顶端面和抵接板的抵接面被保持为共面。在包括探针的顶端面的抵接板的抵接面对对象物整体施加载荷的期间，控制器计测对象物的抵接于探针的顶端面的部位的表面压力。上述的表面压力计测装置能够计测抵接板对对象物整体施加了预定的载荷时的(或者将对象物整体压缩成预定的厚度时的)1根探针的顶端面所抵接的局部的部位的表面压力。越减小抵接板的孔的直径和探针的顶端面的面积，则越能够计测对象物表面的极小的局部的表面压力。

此外，探针的顶端面与抵接面的“共面”的精度依存于所要求的表面压力的计测精度。所要求的表面压力的计测精度越高，则探针的顶端面与抵接面的“共面”程度所容许的误差越小。