数字显示机电式弹簧测试仪制造技术

本实用新型专利技术为一种数字显示机电式弹簧测试仪。本实用新型专利技术由主机与数字测试电路配套使用。由力传感器代替机械式测力机构，以螺纹加载机械代替杠杆式，以百分表读数取代标尺读数，大大提高了仪器的测试精度，减轻了重量，缩小了体积，结构简单，使用方便，工作稳定可靠，不仅可以满足科研测试的需要，而且可以对一般螺旋弹簧进行测试。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数字显示机电式弹簧测试仪器。目前对弹簧力特性的测试均采用机械式测试仪器。这种弹簧试验机采用手动加载，载荷由杠杆传递给测力机构，以指针显示；弹簧变形量以标尺读数。这种测试仪不仅笨重，而且测试精度不高，测试数据因人而易，尤其对刚度较大的小弹簧，精确度更差。国内已有的各种测试仪，如已有的动态电阻应变仪等都是多路组成，与应变式传感器配套。不足之处是，输出电压小，精度低，价格高，在静态测量时，还要配用记录仪，对于单路测量，不合适。如目前常用的放大器SF－72数据放大器，CHT－2型信号调节器等，不能直接与应变式传感器组成测试系统，还要另配传感器工作电源，传感器调零器，测试信号记录仪，使测试系统复杂，使用不便，测量精度不能保证。由于上述原因，在许多场合，弹簧特性就无法测定。本技术的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种数字显示机电式弹簧测试仪器。本技术的目的可以通过以下措施来达到该仪器由主机与电压放大器组成。主机包括力传感器(1)、弹簧座(2)、本体(3)、弹簧导向杆(4)、被测弹簧(5)、压盖(6)、螺母(7)、螺杆(8)、百分表(9)。百分表(9)也可用电阻式位移传感器替换。当被测弹簧(5)安置在弹簧座(2)上后，弹簧座(2)的球头作用在力传感器(1)的悬臂上。螺母(7)使螺杆(8)向下移动，被测弹簧(5)受压，其弹簧力由力传感器(1)输出，螺杆(8)的下移量由百分表(9)指示。主机的作用是对被测弹簧加载荷，读出螺杆(8)的位移量。力传感器(1)中的敏感元件为簧片。簧片上贴有四片应变片，它们组成全等臂电桥。簧片不受力时无变形，电桥处于平衡状态，输出电压为零；簧片受力时就有变形，电桥就有电压输出。输出的电压信号可从电压放大器面板上读取输出电压值，再按簧片的标定曲线或标定方程“F＝au，S＝bu，F＝cs，C＝a／b”换算成弹簧力和簧片的挠度。其中“F——簧片所受作用力；S——力作用点簧片的挠度；u——输出电压；a、b——常数。被测弹簧的压缩量X＝Y－S，Y为螺杆的位移量，对应的弹簧力F＝au，这样即可获得弹簧力F与其相应变形量X的一组数据，画出弹簧的力特性曲线，并计算出弹簧的实际刚度。测试电路由桥式调零电路(10)、同相输入带放大电路(111)、二阶低通滤波电路(112)、输出电压可调放大电路(113)、输出电流单方向放大电路(114)、放大电路的供电电源(12)、31／2位数字电压表电路(13)、数字电压表工作电源(14)、桥路工作电源(15)六部分组成。电路中＋EC表示正工作电源，－EC表示负工作电源；V0表示输出电压；I0表示输出电流。R01－R04表示力传感器电阻，R2、RW1表示调零电阻；R1－R12表示放大电路电阻；C1－C6表示电路电容；A1－A4表示运算放大器；D1表示二极管；T1表示三极管。测试电路给力传感器提供稳定的直流电源，力传感器感受到的力以电压信号输出，输出信号经测试电路中的放大电路放大，由数码管显示，放大倍数可调，该仪器的放大倍数一般取30倍。测试电路的调零旋钮可以调节力传感器的零位。该测试电路为单路数字式测试仪，输入可以配接不同类型的应变式传感器，也可以输入直流电压信号或交流电压信号。可以完成力、压力、位移、速度、温度等多种物理量的测量，可广泛应用于机械、铁路、桥梁、汽车等多种领域。本机与各种应变式传感器配合组成测试系统。当进行静态测试时，由本机31／2位数字电压表直接显示测试结果。当进行动态测试时，输出直接与各种记录仪配合，本机的31／2位数字电压表当作初始系统调零检测。本机可以单作直流放大器或交流放大器用，6V直接电源用。该放大器与弹簧测量装置配合组成数字式弹簧测试仪，用于弹簧测量可直接显示测量结果，测量精度比机械式弹簧测试仪精度高。该电路的最大特点为结构设计采用组合式，各部分独立，互不影响，功能齐全，其中桥源电压，放大器均可单独用。记录器采用31／2位数字电压表，读数准确直观，工作稳定可靠，其放大精度达到0.1％，记录精度达到0.2％。采用本技术结构简单，测试精度高，工作稳定可靠，使用方便，成本低，不仅可以满足科研测试的需要，而且可以代替机械式弹簧测试仪对一般螺旋弹簧进行测试。该技术的技术指标如下线性度＜0.5％，重复性＜0.5％，记录显示精度＜0.3％，位移显示精度0.01毫米，测力范围0～40牛顿，弹簧自由长度0～50毫米，弹簧外径0～20毫米。附图说明图一为主机的整体结构图。图二为测试电路的方框图。图三为图二中放大电路的原理图。1－力传感器，2－弹簧座，3－本体，4－弹簧导向杆，5－被测弹簧，6－压盖，7－螺母，8－螺杆，9－百分表，10－调零电路，11－放大电路，12－放大电路的供电电源，13－31／2位数字电压表电路，14－数字电压表工作电源，15－桥路工作电源。权利要求1.一种数字显示机电式弹簧测试仪，由主机和测试电路组成，其特征在于主机包括力传感器(1)、弹簧座(2)，本体(3)，弹簧导向杆(4)，被测弹簧(5)，压盖(6)，螺母(7)，螺杆(8)，百分表(9)；测试电路包括调零电路(10)，放大电路(11)，放大电路的供电电源(12)，31/2位数字电压表电路(13)，数字电压表工作电源(14)，桥路工作电源(15)。2.按照权利要求1的数字显示机电式弹簧测试仪，其特征在于百分表(9)可用电阻式位移传感器替换。专利摘要本技术为一种数字显示机电式弹簧测试仪。本技术由主机与数字测试电路配套使用。由力传感器代替机械式测力机构，以螺纹加载机械代替杠杆式，以百分表读数取代标尺读数，大大提高了仪器的测试精度，减轻了重量，缩小了体积，结构简单，使用方便，工作稳定可靠，不仅可以满足科研测试的需要，而且可以对一般螺旋弹簧进行测试。文档编号G01N3/08GK2031926SQ8820231公开日1989年2月1日 申请日期1988年4月1日 优先权日1988年4月1日专利技术者盛永才, 张训文, 周生国, 张守才 申请人:北京工业学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字显示机电式弹簧测试仪，由主机和测试电路组成，其特征在于：主机包括力传感器（１）、弹簧座（２），本体（３），弹簧导向杆（４），被测弹簧（５），压盖（６），螺母（７），螺杆（８），百分表（９）；测试电路包括调零电路（１０），放大电路（１１），放大电路的供电电源（１２），３（１／２）位数字电压表电路（１３），数字电压表工作电源（１４），桥路工作电源（１５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛永才，张训文，周生国，张守才，
申请(专利权)人：北京工业学院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]