DE3408554C2 - Vorrichtung zum Messen des Eindringverhaltens eines Prüfkörpers in einen zerstörungsfrei zu prüfenden Stoff - Google Patents

Vorrichtung zum Messen des Eindringverhaltens eines Prüfkörpers in einen zerstörungsfrei zu prüfenden Stoff

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus dem Artikel "Verfahren zur Prüfung der Randhärteverteilung an Schmiedestücken" der Zeitschrift Industrie-Anzeiger, Nr.97 vom 2.12. 1981 bekannt. Zerstörungsfrei bedeutet hierbei, daß der Gegenstand an sich nicht zum Zweck der Untersuchung aufgeschnitten werden muß. Aber das Ausmaß des Eindringens des Prüfkörpers liegt systembedingt in der Größenordnung von 50 µm bis 500 µm, so daß man nur von einer quasi zerstörungsfreien Prüfung sprechen kann. Auch ist die Vorrichtung teuer und groß. Die Meßkraft wird hydraulisch aufgebracht und die Eindringtiefe wird nach dem Prinzip der induktiven, inkrementalen Wegmessung erfaßt, das heißt, es wird die Bewegung des Prüfkörpers relativ zu einer Basis der Prüfmaschine gemessen. Somit ist die Lagenkonstanz zwischen Basis und Prüfkörper durch möglichst kraft- und temperaturunempfindliche Konstruktionen herzustellen.
Eine ähnliche Vorrichtung wird gemäß der DE-AS 23 57 755 zum Bestimmen des infinitesimalen Härteverhaltens von Oberflächen verwendet. Soweit die Vorrichtung schematisch angedeutet ist, erfolgt auch hier die Wegmessung zwischen Basis und Prüfkörper.
Dies mag bei massiven Werkstücken noch tragbar sein, aber empfindliche Werkstücke oder Oberflächenschichten (z. B. eine schützende Lackschicht) werden durchstoßen. Insbesondere lassen sich die Eigenschaften sehr dünner Oberflächenschichten nicht mehr messen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welche es erlaubt, die Messung mit erheblich geringeren Eindringtiefen auszuführen. Dabei soll der konstruktive und apparative Aufwand auf eine wirtschaftliche Anwendung ausgelegt sein.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Sonden zur Messung der Dicke dünner Schichten sind bekannt beispielsweise aus dem DE-Gm 72 43 915 , dem DE-Gm 73 36 864 oder der DE-OS 25 56 340. Solche Sonden sind dafür konzipiert, extrem kleine Dickenunterschiede von 0,05 µm bis 0,1 µm aufzulösen. Indem der Tasterspitzen-Einsatz einer solchen hochauflösenden Sonde als Prüfkörper eingesetzt wird, erhält man bereits bei einer sehr geringen Eindringtiefe eine signifikante Messung. Weiterhin erfolgt die Messung der Bewegung des Prüfkörpers relativ zu dem zu prüfenden Stoff, womit Ungenauigkeiten oder Instabilitäten zu einer Vorrichtungsbasis bedeutungslos sind und dadurch bedingte Meßungenauigkeiten ausgeschaltet werden.
Die durch die höhere Meßgenauigkeit ermöglichte geringere Eindringtiefe hat eine Reihe von Vorteilen. Es genügen kleine Meßkräfte, so daß die Vorrichtung selbst leichter gebaut werden kann und die Krafterzeugung gut aus einer Batterie gespeist werden kann. Die Meßkraft kann beispielsweise im Bereich von 0,05 bis 1 N liegen. Bei diesen minimalen Kräften und Eindringtiefen werden selbst empfindliche Gegenstände oder Oberflächenschichten nicht durchstoßen. Somit werden die Verhältnisse im unmittelbaren Oberflächenbereich erfaßt.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 ergibt sich eine einfache Anzeige, denn überraschenderweise ist die Funktion linear und die Steigung konstant.
Gemäß Anspruch 3 kann man bei jeder Stufe einen Meßpunkt aufnehmen und durch die aufeinanderfolgenden Punkte eine Gerade mittelnd durchzeichnen.
Durch die Maßnahme nach Anspruch 4 wird die Schaltung zur Erzeugung der abgestuften Meßkräfte sehr einfach und bei gleich weit auseinanderliegenden Meßpunkten läßt sich eine mittelnde Gerade einfach eintragen.
Gemäß Anspruch 5 wird der Antrieb durch einen einfachen, handelsüblichen Teil gebildet, der praktisch wegfrei im Dauerbetrieb arbeiten kann und dessen Kraft sehr genau reproduzierbar ist.
Gemäß Anspruch 6 vermeidet man Hebel, die bei einem Drehmagneten zur Kraftumlenkung notwendig sind. Beispielsweise die bei Plattenspielern zur Erzeugung der Auflagekraft des Tonabnehmers verwendeten Linearmotoren sind geeignet.
Gemäß Anspruch 7 vermeidet man Zwischengetriebe mit ihrem Spiel und da die Messung praktisch wegfrei ist, führt die minimale Drehbewegung des Drehmagneten zu einer quasi linearen Bewegung der Sonde.
Gemäß Anspruch 8 kann man in einfacher Weise das Gewicht der Sonde kompensieren.
Gemäß Anspruch 9 ändert der Prüfkörper auch beim Messen auf sehr harten Stoffen seine Eigenschaften nicht.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 10 kommt die Kraftlinien-Austrittsfläche der den Prüfkörper fassenden Hülse gerade so weit an die Oberfläche des zu prüfenden Stoffes heran, daß die Kraftlinien einerseits einen vorteilhaft kurzen Weg durch Luft haben, daß aber andererseits der Prüfkörper noch gut in Einsenkungen der Oberfläche eingesetzt werden kann.
Dabei haben sich Werte gemäß Anspruch 11 bewährt. Die Steigung der Meßpunkte-Geraden hängt erstaunlicherweise wenig vom Krümmungsradius des Prüfkörpers ab. Der Unterschied der Messungen mit Radien von 0,15 und 0,2 mm beträgt weniger als 5%. Bei der praktischen Messung dringt der Prüfkörper nur mit dem abgerundeten Bereich ein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Darstellung eines Prototyps gemäß der Erfindung im Maßstab 1 : 1,4,
Fig. 2 die Vorderansicht zu Fig. 1, jedoch ohne Stützsäulen und Dachplatte, im Maßstab 2 : 1,
Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Blickrichtung des Pfeiles 3 in Fig. 2, im Maßstab 3 : 1,
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, jedoch bei abgehobener Sonde,
Fig. 5 eine Schnittdarstellung des unteren Bereichs der Sonde von Fig. 3 in 13facher Vergrößerung,
Fig. 6 eine 54fache Vergrößerung des in Fig. 5 durch einen strichpunktierten Kreis markierten Bereichs,
Fig. 7 ein Meßdiagramm im Zusammenhang mit der Härtemessung,
Fig. 8 ein Meßdiagramm im Zusammenhang mit der Messung des Fließverhaltens,
Fig. 9 ein Diagramm, das die Änderung der Meßkraft als Funktion der Zeit zeigt,
Fig. 10 ein Spannungs-/Zeit-Diagramm, das die von der Sonde während eines der Zeitintervalle nach Fig. 9 abgegebene Spannung veranschaulicht,
Fig. 11 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung mit einer schematisch angedeuteten Mechanik einer Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Eine metallische Platte 16 ist gemäß Fig. 1 rechteckig, massiv und biegesteif. Sie steht auf zwei Madenschrauben 17, 18, die in gemäß Fig. 1 hinteren linken und rechten Eckbereichen vorgesehenen Gewindelöchern eingeschraubt sind. Sie liegen symmetrisch zu einer Mittenebene 19 (Fig. 2). In dieser Mittenebene liegt als dritter unverstellbarer Fuß ein Transistor 21, der zugleich als Wärmefühler zur Messung der Temperatur der zu prüfenden Schicht 22 (Fig. 2) dient, die ihrerseits auf einer Trägerschicht 23 aufgebracht ist. In den Eckbereichen der Platte 16 sind senkrecht stehende Stützsäulen 24 angeschraubt, auf die von oben her eine massive, biegesteife Dachplatte 26 aufgesetzt ist. Die Platte 16 bildet zusammen mit den Stützsäulen 24 und der Dachplatte 26 einen sehr biegesteifen, schützenden und genügend schweren Käfig. Symmetrisch zur Mittenebene 19 ist auf der Platte 16 ein Drehmagnet 27 mittels eines Lagerschildes 28 befestigt. Der Lagerschild 28 wird von der Abtriebswelle 29 des Drehmagneten 27 durchquert, die einen am besten aus Fig. 2 ersichtlichen Hebel 31 trägt. Der Hebel 31 ist massiv aus Metall, hat einen linken Arm 32 und einen rechten Arm 33 und ist in Drehrichtung aufgrund seiner breiten Form für den vorliegenden Zweck als biegestarr anzusehen. Damit der Hebel 31 zuverlässig schlupffrei auf der Abtriebswelle 29 gelagert wird, ist auf seiner Rückseite eine Konterscheibe 36 mittels einer zentralen Schraube 37 und zweier seitlicher Madenschrauben 38 befestigt.
In Fig. 1, rechts, ist auf der Platte 16 eine Vielfach-Buchse 39 vorgesehen, deren Leitungen 41 zu einer Anschlußplatte 42 führen, die vor dem Hebel 31 liegt und von der zwei Leitungen 43, 44 zum Drehmagnet 27 führen. Ein solcher an sich bekannter Drehmagnet ist dafür ausgelegt, ganz exakte und reproduzierbare Drehmomente an der Abtriebswelle 29 bei vorgegebenen Strömen zu erzeugen.
Der rechte Arm 33 des Hebels 31 trägt ein Ausgleichsgewicht 46 zur Kompensation des Gewichts einer Sondenvorrichtung 47 (Fig. 3), die einen massiven Fassungsblock 49 aus Metall umfaßt, der mit zwei Schrauben 48 (Fig. 2) am linken Arm 32 angeschraubt ist. Parallel zur Mittenebene 19 hat der Fassungsblock 49 eine Durchgangsbohrung 51 mit einer Mittenachse 52, die in Gebrauchsstellung senkrecht zur Schicht 22 steht. Koaxial zur Mittenachse 52 ist die eigentliche Sonde 53 (Fig. 4) in die Durchgangsbohrung 51 eingeklebt, so daß ihre hochflexiblen Leitungen 56, 57, 58 gemäß Fig. 1 nach oben und dann zur Mittenebene 19 hin geführt werden können, wo sie mit einer Schelle 59 im Schnittpunkt der Mittenebene 19 und der Hebelarmebene 61 (Fig. 2) befestigt sind und weiter bis zur Anschlußplatte 42 reichen.
Die Sonde 53 ist über einen Fassungsring 62 (Fig. 3) großflächig und mit Klebstoff 54 (Fig. 4) in der Durchgangsbohrung 51 befestigt. Der Fassungsring 62 setzt sich gemäß Fig. 3 nach unten als Konus 63 fort, der unten mit einem Bund 64 endet. Gemäß Fig. 5 durchquert den Fassungsring 62, den Konus 63 und den Bund 64 eine zur Mittenachse 52 koaxiale Durchgangsbohrung 66, wobei sich seitlich davon nach oben hin ein Leitungskanal 67 für die Leitungen 56, 57, 58 befindet. Die Durchgangsbohrung 66 erweitert sich nach unten zu einer koaxialen, kreiszylindrischen Topfkernbohrung 68, in die der Mantel 69 eines Topfkerns 71 eingesetzt ist. Dieser hat nach oben ragend eine Drückscheibe 72 angeformt, die in der Durchgangsbohrung 66 gefaßt wird. Im Zentrum hat der Topfkern 71 einen Zylinder 73, dessen untere Stirnfläche 74 (Fig. 6) unter die untere Stirnfläche 76 des Mantels 69 ragt. Der Raum zwischen dem Mantel 69 und dem Zylinder 73 beherbergt in seiner oberen Hälfte eine Primär-Spule 77, die über die Leitungen 56, 57 mit einem konstanten Wechselstrom versorgt wird. Darunter befindet sich eine Sekundär-Spule 78, die nach unten hin mit der Stirnfläche 76 abschließt. Sie ist über die Leitungen 57, 58 mit einer Auswerteschaltung 79 verbunden.
Ist die Schicht 22 elektrisch nichtleitend und ist die Trägerschicht nicht magnetisch, dann wird die Primär-Spule 77 mit einem Wechselstrom von etwa 500 kHz erregt. Ist die Schicht 22 nicht magnetisch und die Trägerschicht 23 magnetisch, dann erregt man die Primär-Spule 77 mit niederfrequentem Wechselstrom von etwa 200 Hz. Je nach Anwendungsfall kann der Topfkern 71 aus hochpermeablem Weicheisen oder aus Ferrit sein.
Der Zylinder 73 hat gemäß Fig. 6 ein nach unten offenes kreiszylindrisches Sackloch 81, in das axial unverschieblich ein Fassungs-Röhrchen 82 aus magnetisch leitfähigem Material, wie Nickeleisen, eingesetzt ist, das unten in einen Außenflansch 83 übergeht, der mit seiner oberen kreisringförmigen Treppe 84 fest auf der Stirnfläche 74 aufliegt und einen Außenumfang 85 hat, der mit dem Außenumfang des Zylinders 73 fluchtet. Der Außenflansch 83 hat eine Unterfläche 90, die unter einem Winkel von 1200 zur Mittenachse 52 geneigt ist. Das Fassungs-Röhrchen 82 hält in seinem unteren Bereich einen Diamanten 86 mittels Klebstoff oder Lot 87. Die Unterseite 88 des Diamanten 86 ist als Kreiskegel mit einem Öffnungswinkel von 120° ausgebildet, die mit der Unterfläche 90 fluchtet. Die Spitze der Unterseite 88 wird durch eine Radius-Kuppe 89 mit einem Radius von 0,2 mm verrundet und bildet den Eindringkörper.
Die Platte 16 hat gemäß Fig. 4 um die Sonde 53 herum eine Stufen-Ausnehmung 91, die es gestattet, die Sonde in die Betriebslage gemäß Fig. 3 abzusenken. In der Transportlage gemäß Fig. 4 befindet sich der Diamant so weit oben, daß er nicht beschädigt werden kann.
In der Betriebslage gemäß Fig. 6 verlaufen die Feldlinien 92 etwa wie gezeichnet, d. h. es wird vermieden, daß die Feldlinien örtlich konzentriert in die Schicht 22 eindringen und dadurch Sättigungs-Verzerrungen verursachen.
Im Schema der Fig. 11 ist eine solide Basis 93 dargestellt, die die Platte 16 samt Stützsäulen 24 und Dachplatte 26 symbolisiert. Dargestellt ist weiterhin vereinfacht der Hebel 31 mit der Sonde 53, dem Drehmagneten 27 mit seiner Wicklung 95, sowie der Transistor 21 als Temperaturfühler. Mittels der Sonde 53 führt eine Schichtdicken-Meßschaltung 94 eine übliche Schichtdickenmessung durch. Die Temperatur-Meßschaltung 96 erzeugt ein der Temperatur entsprechendes Signal und bei der Drehmagnet-Schaltung 97 ist eine programmierbare Stromregelung 98 vorgesehen, die den Strom durch die Wicklung 95 bestimmt. Die Vorgabe hierzu erhält ein Soll-Ist-Vergleicher 99 über eine Strom-Soll-Leitung 101, vergleicht dieses Signal mit dem Ist-Wert an der Strom-Ist-Leitung 102 und gibt ein Differenz-Steuersignal über eine Leitung 103 zu einem Stellglied 104, das dann auf der Leitung 44 den richtigen Strom einstellt.
Ein Datenbus 106 verbindet die Schaltungen 94, 96 und 97 mit einem Mikroprozessor 107, der mit einer Anzeige- und Tastatureinheit 108 versehen ist, sowie über ein Interface 109 auch mit anderen Meßgeräten verbunden werden kann.
Sehr wichtig für die Ansteuerung des Drehmagneten 27 ist, daß damit der Prüfkörper (Diamant 86) prellfrei auf die zu prüfende Schicht 22 aufgesetzt wird, damit die zu messende Stelle keine Vorverdichtung erhält. Dazu kann man eine Einrichtung vorsehen, die von Plattenspielern her bekannt ist und dort dazu dient, den Tonarm sanft auf die Schallplatte abzusenken.
Wenn man nun beispielsweise die Härte an der Oberfläche der Schicht 22 messen will, bringt man nach dem prellfreien Aufsetzen des Prüfkörpers eine Grundlast auf, gemäß der die Radius-Kuppe 89 um einen Betrag von etwa 0,1 µm in die Schicht 22 eindringt. Man steigert sodann die Meßkraft F und mißt zugleich die jedem Kraftwert zugehörige Schichtdicke, wobei man diese Meßergebnisse in der Funktion Δd/√F = mF auswertet, wobei Δd die Schichtdickenänderung, F die Meßkraft und mF die Steigung einer gemittelten Geraden zwischen den Meßpunkten gemäß Fig. 7 bezeichnet, die ein eindeutiges Maß für die Härte darstellt. Dabei kann die Steigerung der Meßkraft inkremental gemäß Fig. 9 gesteuert werden, wobei die Zeitintervalle I, II, III mit beispielsweise etwa 0,8 sec gleich lang sind.
Die Fig. 10 zeigt die von der Sonde 53 abgegebene Spannung U(d) in Abhängigkeit von der Zeit während des Zeitintervalls I aus Fig. 9. Die Spannung kann aufgrund des Widerstands, der dem Eindringen des Diamanten in die Schicht 22 entgegenwirkt, nicht spontan folgen. Aus diesem Grund ist der Abfragezeitpunkt gemäß dem nach oben weisenden Pfeil so zu wählen, daß dann ein konstanter Wert vorliegt. Danach kann der nächste Zeitintervall beginnen und so weiter. Die einzelnen Meßwerte werden zunächst gespeichert und dann so weiter verarbeitet, daß der transformierte, lineare Zusammenhang gemäß Fig. 7 entsteht.
Will man das Fließverhalten der Schicht 22 feststellen, dann verarbeitet man gemäß Fig. 8 die Schichtdickenänderung Δd als logarithmisch äquidistante Funktion der Zeit t und zeigt das Ergebnis, nämlich die Steigung der Geraden mt, die ein direktes Maß für das Fließverhalten darstellt, in der Anzeige 108 an.
Über die Tastatur 108 können Eichwerte eingegeben werden, sofern sie für verschiedene Materialien erforderlich sind.
Der Mikroprozessor 107 kennt den Strom in der Wicklung 95 des Drehmagneten 27 und er­ kennt den Abstand der Radius-Kuppe 89 von der Mittenebene 19 (Hebelarmlänge) und kann daher daraus die Größe der Meßkraft F errechnen. Wegen der Strom-Regelung spielen temperaturabhängige Widerstandsänderungen der Wicklung 95 keine Rolle. Am Interface 109 kann beispielsweise ein Drucker angeschlossen werden, der solche Kennlinien ausdruckt, wie sie in Fig. 7 und 8 gezeigt sind.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Messen des Eindringverhaltens eines Prüfkörpers in einen zerstörungsfrei zu prüfenden Stoff und zur Bestimmung von daraus abgeleiteten Stoffeigenschaften,
mit einer Führungsvorrichtung, die den Prüfkörper auf die Oberfläche des Stoffes zuführt,
mit einer Antriebsvorrichtung, die den Prüfkörper mit einer vorgebbaren Meßkraft in den Stoff drückt,
mit einer Meßeinrichtung zur Messung der Eindringtiefe des Prüfkörpers in den Stoff,
sowie mit einer elektronischen Auswerteschaltung zur Auswertung der gemessenen Eindringtiefe nach Maßgabe der Meßkraft, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung eine einpolige Sonde (53) an sich bekannter Art zur Messung der Dicke dünner Schichten (22) in Bereichen bis mehrere 1000 µm mit einem Tasterspitzen-Einsatz (86) umfaßt und daß der Tasterspitzen-Einsatz (86) der Sonde (53) als Prüfkörper vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung die Steigung der Funktion (Schichtdicken-Änderung Δd/√F), gebildet aus dem Quotient von Eindringtiefe und Quadratwurzel der Meßkraft, anzeigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkraft stufenweise veränderbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderbarkeit der Meßkraft in gleichgroßen Stufen vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein Drehmagnet (27) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein Linearmotor ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung ein Hebel (31) ist, der drehfest mit einer Abtriebswelle (29) des Drehmagneten (27) verbunden ist und der senkrecht zur Drehachse die Sonde (53) trägt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (31) zweiarmig ist und auf seiner der Sonde (53) abgewandten Seite ein Ausgleichsgewicht (46) trägt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Prüfkörper (86) ein Diamant ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkörper (86) in seinem Endbereich (90) ein koaxialer Kegelstumpf mit einem Öffnungswinkel von 120° ± 20° ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (89) des Kegelstumpfs mit einem Radius von 0,1 bis 0,3 mm, vorzugsweise um 0,2 mm, abgerundet ist.
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JP59075655A JPS60196602A (ja) 1984-03-08 1984-04-14 固体の性質を非破壊的に絶対測定するための装置
US06/606,922 US4671104A (en) 1984-03-08 1984-05-04 Device for measuring the properties of solid materials which can be derived from the behaviour of a penetrating body
HK292/89A HK29289A (en) 1984-03-08 1989-04-06 Device for measuring the properties of solid materials which can be derived from the behaviour of a body applied thereto

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HK (1) HK29289A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1684059A2 (de) 2005-01-25 2006-07-26 ASMEC Advanced Surface Mechanics GmbH Vorrichtung zur hochgenauen Erzeugung und Messung von Kräften und Verschiebungen

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3501288C2 (de) * 1985-01-16 1997-01-16 Helmut Fischer Gmbh & Co Vorrichtung zum zerstörungsfreien, absoluten Messen von Eigenschaften von festen Stoffen, die aus dem Eindringverhalten eines Prüfkörpers in den Stoff ableitbbar sind
DE3705201A1 (de) * 1987-02-19 1988-09-01 Schoeller F Jun Gmbh Co Kg Vorrichtung zur messung kleiner dickenprofilaenderungen in bandfoermigem material, insbesondere fotografischem basispapier
DE3737461C2 (de) * 1987-11-05 1997-06-19 Helmut Fischer Gmbh & Co Führungsvorrichtung für einen Prüfkörper eines Härtemeßgerätes
DE3737910C2 (de) * 1987-11-07 1997-08-14 Helmut Fischer Gmbh & Co Vorrichtung für ein Härtemessgerät
DE3738106C2 (de) * 1987-11-10 1995-06-22 Helmut Fischer Gmbh & Co Vorrichtung für ein Härtemeßgerät
US4852397A (en) * 1988-01-15 1989-08-01 Haggag Fahmy M Field indentation microprobe for structural integrity evaluation
JPH06105215B2 (ja) * 1989-02-09 1994-12-21 株式会社島津製作所 押込み硬さ試験方法
WO1990010857A1 (en) * 1989-03-15 1990-09-20 Haggag Fahmy M Field indentation microprobe for structural integrity evaluation
US5450745A (en) * 1994-07-29 1995-09-19 Flaherty; Frank Edge strength tester
US5616857A (en) * 1996-01-25 1997-04-01 Instron Corporation Penetration hardness tester
US6134954A (en) * 1996-04-15 2000-10-24 Massachusetts Institute Of Technology Depth sensing indentation and methodology for mechanical property measurements
DE19649515B4 (de) * 1996-11-29 2005-02-24 Immobiliengesellschaft Helmut Fischer Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Dicke dünner Schichten sowie Schaltung zur Ansteuerung der Vorrichtung
US5999887A (en) * 1997-02-26 1999-12-07 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for determination of mechanical properties of functionally-graded materials
US6641893B1 (en) 1997-03-14 2003-11-04 Massachusetts Institute Of Technology Functionally-graded materials and the engineering of tribological resistance at surfaces
JP2001258881A (ja) * 2000-03-16 2001-09-25 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
JP3974481B2 (ja) * 2001-12-19 2007-09-12 株式会社リコー 定着ベルト評価方法および定着ベルト
US6691564B2 (en) 2002-04-23 2004-02-17 Rams Rockford Products, Inc. Hardness tester
DE102008058369B3 (de) * 2008-11-20 2010-04-08 Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik Vorrichtung und Verfahren zur Messung mechanischer Eigenschaften von Materialien
CN103718035B (zh) * 2011-05-25 2017-02-15 赫尔穆特费希尔有限责任公司电子及测量技术研究所 用于测量薄层的厚度的测量探头

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7336864U (de) * 1974-01-10 Streng L Kugelsektor für Meßtaster
DE7243915U (de) * 1972-02-02 1973-07-12 Streng L Messtaster
JPS4911358A (de) * 1972-05-31 1974-01-31
CH559363A5 (de) * 1972-12-04 1975-02-28 Oesterle Kurt Martin
DE2345848C3 (de) * 1973-09-12 1986-06-19 ELEKTRO-PHYSIK Hans Nix & Dr.-Ing. E. Steingroever GmbH & Co KG, 5000 Köln Elektromagnetischer Schichtdickenmesser
JPS5146618A (ja) * 1974-10-21 1976-04-21 Hitachi Ltd Denshiseigyoshikinenryofunshasochino kasokuhoseisochi
DE2556340A1 (de) * 1975-12-13 1977-06-16 Fischer Gmbh & Co Helmut Endstueck fuer messtaster
FR2335834A1 (fr) * 1975-12-16 1977-07-15 Poudres & Explosifs Ste Nale Dispositif pour controler l'application d'un effort a un corps solide et ses applications
SU665245A1 (ru) * 1976-06-28 1979-05-30 Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср Прибор дл измерени микротвердости
AT359315B (de) * 1979-01-18 1980-11-10 Hubert Dipl Ing Aschinger Mikrohaertepruefer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1684059A2 (de) 2005-01-25 2006-07-26 ASMEC Advanced Surface Mechanics GmbH Vorrichtung zur hochgenauen Erzeugung und Messung von Kräften und Verschiebungen

Also Published As

Publication number Publication date
GB2155639B (en) 1987-07-22
US4671104A (en) 1987-06-09
JPH0448163B2 (de) 1992-08-06
DE3408554A1 (de) 1985-09-12
JPS60196602A (ja) 1985-10-05
GB2155639A (en) 1985-09-25
GB8409155D0 (en) 1984-05-16
HK29289A (en) 1989-04-14

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