CN2503477Y

CN2503477Y - 全自动洛氏硬度计

Info

Publication number: CN2503477Y
Application number: CN 01264432
Authority: CN
Inventors: 马炜; 刘翠英; 白清
Original assignee: TIME GROUP Inc
Current assignee: TIME GROUP Inc
Priority date: 2001-09-29
Filing date: 2001-09-29
Publication date: 2002-07-31
Anticipated expiration: 2011-09-29

Abstract

一种全自动洛氏硬度计,主要包括与压头相配合的试验力加载机构、与压头相对应的升降机构及可测知工件硬度的控制机构,其中控制机构包括:单片微处理器电路单元,和与单片微处理器电路单元连接的随机存取存储电路单元、只读存储电路单元、液晶显示电路单元以及通过第一接口、第二接口分别连接的键盘电路单元和发光电路单元;其特征是:还包括一位移传感器、并依序连接到位移信号调节器电路单元、低通滤波形成电路单元、运算放大电路单元及AD转换器,最终与单片微处理器电路单元连接。

Description

全自动洛氏硬度计

技术领域

本实用新型涉及一种物理测量装置，尤指一种利用全自动洛氏硬度计对工件内外表面进行硬度测量的仪器。

背景技术

洛氏硬度测量是目前应用最为普遍的硬度检测方法之一，它广泛应用于科研、生产的各个方面，在机械制造、冶金、建材、化工等领域都有普遍应用。洛氏硬度测量的方法一般是在洛氏硬度计上进行，将压头与工件表面在初试验力下相接触时为初始状态，此时位移归零，然后在压头上加压，使压头在工件表面产生一位移量，利用该位移量经公计算后可测知工件的硬度值。

图1为传统洛氏硬度计的结构示意图，它包括机壳8、砝码9、放大杠杆1、测量机构2、压头主轴3、压头4、样品台5等。其中压头主轴3位于样品台5的上方，由此向被测零件施加载荷，从而进行硬度测量。该测量适用于普通零件的外表面、对于一些包容面及一些不易接近的台面，例如轴承圈内面，螺钉肩台等零件则无法测量，必须进行解剖制样才能进行。这样不仅检测效率低，而且造成成品零件及原材料的浪费，同时检测只能进行抽检，不可能全检。

另外，现有的洛氏硬度计功能单一，只能进行洛氏硬度检测。没有其他辅助功能，如数据统计、硬度标尺转换、曲面修正、上下限判别报警等。而且洛氏硬度计一般分为金属洛氏硬度计和塑料洛氏硬度计两种，各自使用范围，覆盖范围不同。前者测量标尺为：HRA，HRB，HRC，HRD，HRE，HRF，HRG，HRH，HRK；后者测量标尺为：HRP，HRM，HRL，HRR，HRS，HRV。

另一方面，现有洛氏硬度计读数装置为指针、段码数显，读数的准确性有一定限制，而且每次测硬度前必须作校零操作，很不方便。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种：可以测试普通硬度计无法测到的表面，具有强大的辅助功能、可集金属洛氏硬度计和塑料洛氏硬度计于一体，其测量结果数字显示，采用高分辨率、点阵、背光液晶显示屏，读数准确清晰的、自动化程度高的全自动洛硬度计。

本实用新型的目的是这样实现的：一种全自动洛氏硬度计，主要包括与压头相配合的试验力加载机构、与压头相对应的升降机构及可测知工件硬度的控制机构，其中控制机构包括：单片微处理器电路单元，和与单片微处理器电路单元连接的随机存取存储电路单元、只读存储电路单元、液晶显示电路单元以及通过第一接口、第二接口分别连接的键盘电路单元和发光电路单元；其特征是：还包括一位移传感器、并依序连接到位移信号调节器电路单元、低通滤波形成电路单元、运算放大电路单元及AD转换器，最终与单片微处理器电路单元连接。

还包括由单片微处理器电路单元的I/O口线的三个外部输入信号为接收数据控制电路单元的中断请求信号、接近开关位置信号和键盘语言选择信号。

所述单片微处理器电路单元的四个外部输出信号分别为控制接收数据控制电路单元高4位和低8位的读取信号、控制电机的加载信号、控制电机的卸载信号及蜂鸣报警信号。

所述用来存储***程序和数据的单片微处理器电路单元、随机存取存储电路单元、只读存储电路单元以及辅助芯片，通过接口与键盘电路单元和发光电路单元连接。

还包括有一标准RS-232串行通讯接口与单片微处理器电路单元连接。

所述试验力加载机构主要包括加压杠杆、砝码组、压头杠杆，其中加压杠杆上悬挂有一砝码组，其前端设有一加压件，该加压件与固定在压头杠杆前端的销轴相配合，而压头杠杆的端头与一压头固连，该端头与压头在水平方向悬臂伸出。

所述位移传感器置于压头杠杆上方经导线与置于加压杠杆上方的电路板相连，该电路板与置于机壳内的显示装置相连，与置于机壳外部的显示屏、键盘电路单元相连，一电机经凸轮与一滚轮相抵，该滚轮与其上悬挂有砝码组的加压杠杆的一端头相抵。

本实用新型相对现有技术而言具有以下的优点：能够非常方便地测量普通硬度计无法测到的表面，例如环状、管状、框类零件的内表面，凸台类零件底台等，无须解剖特殊制样，可以提高检测效率、检测质量，无损坏，减低成本，有利于进行产品质量控制。

利用单片机微处理器可实现很多辅助功能，包括：上、下限设置，超差判别，声音和屏幕显示报警：数据统计，求平均值，标准差，极差，最大、最小值；标尺转换，可将测试结果转换为布氏、维氏、里氏、表面洛氏硬度，以及拉伸强度б_b，曲面修正，对柱面、球面测量结果自动修正等功能；用户使用更加方便，节省了硬度测量后续大量的数据处理工作，烦琐的查表工作；同时非常有利于工业现场的质量判别与控制。

集金属洛氏硬度计和塑料洛氏硬度计于一体，可进行15种标尺的硬度测量，可一机两用，方便用户，降低成本。

测量结果数字显示，分辨率0.1个洛氏单位，读数准确清晰。

附图说明

图1为现有洛氏硬度计的结构示意图。

图2为本实用新型的结构剖视图。

图3为本实用新型实施状态图。

图4为本实用新型原理性结构框图。

图5为本实用新型流程图。

具体实施方

参见图2，3、全自动洛硬度计主要包括：

升降机构：机壳9、丝杠7、手轮6、丝杠护套5、样品台4等。通过转动手轮6带动丝杠7升降，进而带动顶端样品台4上的工件100上、下移动，并在其内外表面进行硬度测试。

试验力加载机构：通过悬挂在加压杠杆19上的砝码组23和固定在加压杠杆19前端的加压件25，可向固定在压头杠杆15前端的销轴26施力，进而向置于压头杠杆15端头的压头3提供规定的初始试验力和主试验力。该压头杠杆15的端头与压头3在水平方向悬臂伸出。其上、下方均无任何障碍，有利于对各种不同工件的硬度测量。

显示装置：通过置于机壳9上的显示屏12可显示所测工件100的硬度值，显示屏12的下方设有键盘13。

所述硬度计控制机构：主要包括位移传感器16置于压头杠杆15上方通过导线与置于加压杠杆19上方的电路板18连接，该电路板18与置于机壳9内的显示装置17连接，与置于机壳外部的显示屏12、键盘13连接。

加载初试验力时，砝码组23被滚轮20支撑着。初试验力包括压头杠杆15的重量和置于压头杠杆15上大砝码24的重量之和，初试验力通过升高样品台4与压头3接触而提供给压头3的力。

加载主试验力时，由驱动电机22驱动凸轮21转动，砝码组23所提供的试验力全部通过加压杠杆19和压头杠杆15传递给压头3，使压头3在很小范围内上下移动，可以伸到工件100内部进行硬度测量(如图3)。

卸载时，电机22反转将凸轮21转向初始位置即可。

参见图4，为控制机构的原理性结构框图，主要包括单片微处理器电路单元301，位移传感器16、位移接收信号电路单元303、低通滤波形成电路单元304、运算放大电路单元305、接收数据控制电路单元306、随机存取存储电路单元307、只读存储电路单元308、液晶显示电路单元309、键盘电路单元310、发光电路单元311和标准RS-232串行通讯接口312。

所述全自动洛氏硬度计控制机构以单片机为核心、图中所示的单片微处理器电路单元301(CPU)、随机存取存储电路单元307(RAM)、只读存储电路单元308(ROM)以及辅助芯片用来存储***程序和数据，通过接口31、接口32连接键盘电路单元310和发光电路单元311。

所述单片微处理器电路单元301的I/O口的三个外部输入信号为接收数据控制电路单元306(ADC)中断请求信号、接近开关38位置信号、键盘语言选择信号；四个外部输出信号分别为控制接收数据控制电路单元306(ADC)高4位和低8位读取信号、控制电机22加载信号(驱动33)、控制电机22的卸载信号(驱动34)、蜂鸣报警36信号。

工作时，位移传感器16产生位移信号，经位移接收信号电路单元303(信号调节器)输出电信号，再经低通滤波形成电路单元304、然后经运算放大电路单元305后输入到AD转换器，此时AD转换器启动，根据接收数据控制电路单元306产生的中断请求信号，单片微处理电路单元301从AD转换器中读取数据。

标准RS-232串行通讯接口312通过***电路可与打印机40、计算机41连接，供计算机读取存储在测量仪中的硬度测量值，或作打印输出。

发光电路单元311(LED)显示器、键盘电路单元310、蜂鸣器36组成人机对话，用来显控菜单设置、测量过程指示及显示测试结果。

参见图5、为本实用新型流程图。本实用新型的整个过程由程序控制执行，自动实现执行驱动、数据读取、运算、显示等全部功能。比如：本机可作语言选择(LANG)、数据统计(∑)、硬度值上下限设定与判别(+/-)、硬度值转换(HR)、曲面修正(φ)、主菜单(MENU)、屏幕上下滚动(▲)()、输入确认(ENTER)等。数据不用再去统计计算，或翻阅大量手册进行标尺转换，而直观性很强，所测数据一目了然。

若要测知其它硬度值，只需更换压头3及通过键盘操作调用相应的软件即可实现集金属洛氏硬度计和塑料洛氏硬度计于一体，可进行15种标尺的硬度测量和转换。测出的洛氏硬度值能转换成布氏、维氏、里氏、表面洛氏硬度，以及拉伸强度б_b。曲面修正功能能对柱面、球面测量结果自动修正。作到可一机两用，方便用户，降低成本，提高经济效益。

Claims

1、一种全自动洛氏硬度计，主要包括与压头相配合的试验力加载机构、与压头相对应的升降机构及可测知工件硬度的控制机构，其中控制机构包括：单片微处理器电路单元，和与单片微处理器电路单元连接的随机存取存储电路单元、只读存储电路单元、液晶显示电路单元以及通过第一接口、第二接口分别连接的键盘电路单元和发光电路单元；其特征是：还包括一位移传感器、并依序连接到位移信号调节器电路单元、低通滤波形成电路单元、运算放大电路单元及AD转换器，最终与单片微处理器电路单元连接。

2、根据权利要求1所述的全自动洛氏硬度计，其特征是：还包括由单片微处理器电路单元的I/O口线的三个外部输入信号为接收数据控制电路单元的中断请求信号、接近开关位置信号和键盘语言选择信号。

3、根据权利要求1或2所述的全自动洛氏硬度计，其特征是：所述单片微处理器电路单元的四个外部输出信号分别为控制接收数据控制电路单元高4位和低8位的读取信号、控制电机的加载信号、控制电机的卸载信号及蜂鸣报警信号。

4、根据权利要求1所述的全自动洛氏硬度计，其特征是：所述用来存储***程序和数据的单片微处理器电路单元、随机存取存储电路单元、只读存储电路单元以及辅助芯片，通过接口与键盘电路单元和发光电路单元连接。

5、根据权利要求1所述的全自动洛氏硬度计，其特征是：还包括有一标准RS-232串行通讯接口与单片微处理器电路单元连接。

6、根据权利要求1所述的全自动洛硬度计，其特征是：所述试验力加载机构主要包括加压杠杆、砝码组、压头杠杆，其中加压杠杆上悬挂有一砝码组，其前端设有一加压件，该加压件与固定在压头杠杆前端的销轴相配合，而压头杠杆的端头与一压头固连，该端头与压头在水平方向悬臂伸出。

7、根据权利要求1或6所述的全自动洛氏硬度计，其特征是：所述位移传感器置于压头杠杆上方经导线与置于加压杠杆上方的电路板相连，该电路板与置于机壳内的显示装置相连，与置于机壳外部的显示屏、键盘电路单元相连，一电机经凸轮与一滚轮相抵，该滚轮与其上悬挂有砝码组的加压杠杆的一端头相抵。