CN205449715U - 钣金强度快速检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种钣金强度快速检测装置，包括依次连接的测试探头、传感模块、数据处理模块、显示模块；所述传感模块包括具有惠斯通电桥结构的传感器，传感模块通过该传感器与数据处理模块连接。本实用新型提供的检测装置体积小、精度高能够快速、简便的测试出钣金元件的强度。

Description

钣金强度快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及金属材料强度检测技术领域，特别是涉及一种钣金强度快速检测装置。

背景技术

对于金属材料而言，硬度值测试是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。目前对于金属硬度检测主要有布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等检测方式。其中布、洛、维三种试验方法是最常用的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。布氏检测方法因其检测头为钢球，钢球尺寸较大，压痕面积较大，所以布氏检测方法可以检测出材料一定面积范围内的硬度平均值，而对于检测表面积较小材料硬度值或者检测材料局部硬度值则不适用。同时因为钢球本身的变形问题会影响测量数据的准确性。因此布氏测量方法适用于表面相对粗糙的大型钢件。洛式测量方法中的检测头为金刚石，因此常适用于较高硬度的金属材料硬度测量中，要求工件晶粒较细。维氏硬度检测同洛式检测方法一样，检测头为金刚石，不同之处在于金刚石夹角度数和负载；维氏硬度检测常使用于表面平整的材料，而且维氏硬度常用于显微分析材料硬度中，可以对极小的材料进行硬度测量。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种新型的钣金强度快速检测装置，基于惠斯通电桥结构，实现精度高、体积小、数据处理快。本实用新型的目的由以下技术方案实现：

一种钣金强度快速检测装置，包括依次连接的测试探头、传感模块、数据处理模块、显示模块；所述传感模块包括具有惠斯通电桥结构的传感器，传感模块通过该传感器与数据处理模块连接。

作为具体的技术方案，所述测试探头为金刚石圆珠探头。

作为具体的技术方案，所述传感模块还包括传导杆、弹性部件；所述传导杆一端与测试探头连接，一端与弹性部件连接；弹性部件另一端与传感器连接。

作为具体的技术方案，所述传感模块还包括供电模块，所述供电模块为所述传感器供电。

作为具体的技术方案，所述传感器为由四个相同PZT材料电阻组成惠斯通电桥结构的压电传感器。

作为具体的技术方案，所述数据处理模块包括滤波模块、数模转换模块、数据分析模块。

作为具体的技术方案，所述传感器惠斯通电桥结构中的任意一个电阻为感压单元。

本实用新型提供了一种体积小、精度高的钣金强度快速检测装置，基于惠斯通电桥结构，能够快速、简便的测试出钣金元件的强度。

附图说明

附图1为本实用新型提供的钣金强度快速检测装置的结构示意图。

附图2为本实用新型提供的钣金强度快速检测装置中传感装置惠斯通电桥结构的传感器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供的钣金强度快速检测装置包括依次连接的测试探头1、传感模块、数据处理模块5以及显示模块6，该传感模块包括依次连接传导杆2、弹性部件3和传感器4，传感模块分别通过传导杆2、传感器4与测试探头1、数据处理模块5连接。

在本实施例中，测试探头1为金刚石圆珠探头。

如图2所示，传感器4为由四个相同PZT材料电阻组成惠斯通电桥结构的压电传感器，其中任意一个电阻，例如R₁，作为感受压力的敏感单元，在该传感器中还配备了一个供电模块，给传感器供电。

数据处理模块包括滤波模块、数模转换模块、数据分析模块，数据处理模块将从传感器传递过来的信号进行滤波、转换、分析、计算，最终得出结果。

为了更好的阐述本实用新型的工作原理，下面对本实用新型的工作过程进行具体说明：

当用该测试装置对钣金材料进行强度测试时，将测试探头1与待测钣金表面进行施压，待测试探头1完全缩进测试装置内部时的压力即为施加在该待测钣金强度的压力，压力通过传导杆2将压力作用到弹性部件3上，弹性部件3又通过比例降压后作用到传感装置中传感器4的感压单元电阻上，引起该感压单元的电阻值发生变化，电路发生失衡，由此输出一个信号，通过数据处理模块5对该信号的大小进行分析、处理、校正、计算，最终输出该待测钣金材料的强度数值至显示模块6进行显示。

与本实用新型工作原理对应的检测步骤如下：

步骤a、测试探头对待测钣金表面进行施压至测试探头完全缩进所述测试装置内部；

步骤b、测试探头施加的压力反传导至传感模块，引起传感模块中惠斯通电桥结构的传感器发生电压变化，由此输出信号至数据处理模块；

步骤c、数据处理模块对该信号进行分析、处理、校正、计算，得出待测钣金强度，该强度的计算方式为：

$H=0.204\×\frac{\mathrm{\ξ}\mathrm{\Δ}E/d_{33}}{\mathrm{\π}D(D-\sqrt{D^2}-d^2)};$

其中，H为强度，ξ为压力矫正参数，ΔE为电压变化，d₃₃为传感器的压电系数，D为测试探头的半径，d为压痕的直径；

步骤d、输出该强度数值至显示模块。

具体的，在其步骤b中，还通过弹性部件3将测试探头1施加的压力按比例降低到传感器的工作范围10-100kg/cm²之内，传感器4中的一个电阻作为感压单元R₁，接收到弹性部件3施加的压力，而其余电阻R₂、R₃、R₄保持不变，从而引起传感器发生电压变化，输出信号。

本实用新型不局限于上述实施例，基于上述实施例，例如将传感器中的感压单元以另一电阻进行替换，又或者将电压、信号方向的变更等未做出创造性劳动的简单替换，应当属于本实用新型揭露的范围。

Claims (7)

1.一种钣金强度快速检测装置，其特征在于：包括依次连接的测试探头、传感模块、数据处理模块、显示模块；所述传感模块包括具有惠斯通电桥结构的传感器，传感模块通过该传感器与数据处理模块连接。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述测试探头为金刚石圆珠探头。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述传感模块还包括传导杆、弹性部件；所述传导杆一端与测试探头连接，一端与弹性部件连接；弹性部件另一端与传感器连接。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述传感模块还包括供电模块，所述供电模块为所述传感器供电。

5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述传感器为由四个相同PZT材料电阻组成惠斯通电桥结构的压电传感器。

6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述数据处理模块包括滤波模块、数模转换模块、数据分析模块。

7.如权利要求1-6任意一项所述的检测装置，其特征在于：所述传感器惠斯通电桥结构中的任意一个电阻为感压单元。