KR100385078B1

KR100385078B1 - 미세 마찰마멸 실험장치

Info

Publication number: KR100385078B1
Application number: KR10-2000-0071287A
Authority: KR
Inventors: 안효석; 김충현; 세르게이 에이 시 시지크; 올레크 와이 콤코프; 안드레이 엠 드브라빈
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2003-05-22
Also published as: JP3416663B2; JP2002202244A; KR20020041618A; US20020062678A1

Abstract

본 발명은 미소기계시스템을 구성하는 초소형 부품의 마찰마멸특성연구에 필요한 실험장치에 관한 것으로서,

실험시에 전류에 따라 자력이 변화하는 전자석을 이용 실험부재에 걸리는 작용하중을 0.1-2N 범위에서 조절하고, 정밀위치 제어가 가능한 스텝모터 제어회로를 활용하여 실험부재 상의 마찰미끄럼 속도를 0.1-10 ㎜/s 범위에서 유지하면서 실시간으로 마찰마멸특성을 분석할 수 있는 실험장치를 구현하여,

미끄럼거리를 미세하게 조절할 수 있고, 미소시스템에 걸리는 저하중 범위의 작용하중을 실현할 수 있으며, 작용하중의 크기와 왕복주기의 연속적 제어가 가능하고, 마찰부분의 형상변화를 실시간으로 계측할 수 있으며, 장시간 구동이 가능하고 신뢰도가 우수한 마찰마멸 실험 결과를 획득할 수 있다.

Description

미세 마찰마멸 실험장치{very small friction and wear tester}

본 발명은 미소기계장치에 사용되는 초소형 부품의 마찰마멸특성연구에 필요한 실험장치에 관한 것으로서, 특히 권선에 전류를 인가할 때 발생하는 자력(magnetic force)을 이용하여 작용하중을 0.03-2N 범위에서 조절하고, 정밀위치제어가 가능한 스텝모터 제어회로를 활용하여 미끄럼 속도가 0.1-10 mm/s 범위에서 실시간으로 마찰마멸특성을 분석할 수 있는 미세 마찰마멸 실험장치에 관한 것이다.

최근 기계 및 전기전자 기술의 급진적인 발달과 더불어 각종 첨단기기들이 소형, 경량화되는 추세에 있으며 이들 기기들을 구성하는 부품에 대한 설계, 제작기술에 필요한 마찰마멸특성에 관한 연구의 필요성이 증대되고 있다. 이러한 초소형부품의 마찰마멸특성연구를 위해서는 시편에 걸리는 하중이 1N 이하이고 시편의 운동거리를 1mm 이내로 구현할 수 있는 정밀한 실험장치의 개발이 요구된다.

종래의 마찰마멸 실험장치는 10N 이상의 고하중과 최소왕복행정이 10mm 이상인 실험 조건하에서 작동되는 것이 대부분이다. 따라서, 종래의 마찰마멸 실험장치는 일반적인 재료의 마찰마멸 특성을 파악하기 위해 사용되며, 시편에 부가하는 하중과 미끄럼 속도가 높은 범위에 있어 미소기계의 마찰부품과 같이 매우 낮은 하중범위와 낮은 속도범위에서 작동하는 부품에 사용되는 재료에 대한 마찰마멸 특성을 정확히 파악할 수 없다.

또한, 종래의 마찰력 계측장비는 이동하는 시편테이블 위에 주로 장착하게 되는데, 이러한 경우 측정장치가 장착된 테이블의 움직임이 측정센서에 영향을 주게 되며 계측장비가 시편중량에 의한 동특성 변화의 영향을 받기 때문에 측정오차가 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 권선에 인가되는 전류에 의하여 자력(magnetic force)을 발생하는 자력발생수단을 이용하여 한 쌍의 시편에 0.01N 이하의 하중을 부여하고, 스텝모터(step motor)를 이용하여 시편의 왕복운동거리를 1μm이하로 정밀하게 제어함으로써, 시편의 마찰마멸특성을 정확하게 측정할 수 있는 미세 마찰마멸 실험장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미세 마찰마멸 실험장치의 구성이 도시된 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 미세 마찰마멸 실험장치를 나타낸 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 미세 마찰마멸 장치의 제어부를 도시한 블럭도,

도 4는 본 발명에 따른 스텝모터 제어시스템의 블럭도,

도 5는 본 발명에 따른 하중 제어 및 측정 수단이 도시된 작동상태도,

도 6은 본 발명에 따른 마찰력을 측정하기 위한 수단이 도시된 작동상태도,

도 7은 본 발명에 따른 마찰면의 형상을 측정방법을 나타낸 작동상태도,

도 8a는 본 발명에 따른 미세 마찰마멸 실험장치에서 사용되는 가이드를 도시한 평면도,

도 8b는 상기 도 8a의 가이드의 수직 변동 억제 특성을 나타낸 작동상태도,

도 9는 본 발명에 따른 마찰마멸 실험장치의 하중특성 그래프,

도 10은 본 발명에 따른 마찰마멸 실험장치의 구성요소인 제1 구동수단의 왕복주기 특성 그래프.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1 : 평판시편 2 : 볼시편

3 : 제1 구동수단 3a : 스텝모터

3b : 리드스크류 3c : 작동부재

4 : 작업대 5 : 가이드

6 : 상하이동식 지지대 7a : 부하평판

7b : 전자석 7c : 균형추

7d : 상하이동식 지지대 위치조정볼트

8 : 제1 센서 9 : 제2 센서

10 : 제3 센서 11 : 제4 센서

12 : 바닥판 13 : 제1 선형변수미분변압회로(LVDT)

14 : 제2 LVDT 15 : 제3 LVDT

16 : 제4 LVDT 17 : 모터구동회로

18 : 하중구동회로 19 : 컴퓨터(com)

20 : 디스플레이부 200 : 제어부

21,29,30 : 가변저항 22 : 파형생성기

23 : 스위치 24 : 컴퍼레이터

25 : 트리거 26 : 반전카운터

27 : 신호발생용 롬(ROM) 28 : 디지털-아날로그 변환기

31 : 궤환회로 32 : 탄성부재

33, 35 : 계측용평판 34 : 볼시편장착부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 미세 마찰마멸 실험장치의 특징에 따르면, 상측면에 평판시편이 고정되는 작업대와; 상기 작업대를 수평왕복운동시키는 제1 구동수단과; 상기 작업대의 상측에 위치되고 하측면에 볼시편이 고정되는 지지대와; 상기 평판시편의 수평변위를 감지하는 제1 감지수단과; 상기 지지대를 작동시켜 볼시편에 의하여 평판시편에 일정한 하중을 가하는 제2 구동수단과; 상기 볼시편의 변위를 감지하는 제2 감지수단과; 상기 제1 및 제2 구동수단들을 설정치에 따라 동작시키고, 상기 감지수단들에 감지된 변위를 측정 산출하는 제어부와; 상기 제어부에서 산출되는 시편들의 마찰 마멸특성을 실시간으로 실험자에게 표시하는 디스플레이부로 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 미세 마찰마멸 실험장치는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 상측면에 평판시편(1)이 고정되는 작업대(4)와, 상기 작업대(4)를 소정구간에서 일방향으로 수평왕복운동 시키는 제1 구동수단(3)과, 상기 작업대의 상측에 위치되고 하측면에 볼시편이 고정되는 지지대(6)와, 상기 평판시편(1)의 수평변위를 감지하는 제1 센서(8)와, 부하평판(7a)를 잡아당겨서 볼시편(2)에 의하여 평판시편(1)에 일정한 하중을 가하는 제2 구동수단과, 상기 볼시편(2)에 가해지는 작용하중을 감지하는 제2 센서(9)와 볼시편(2)의 수평변위를 감지하는 제3 센서(10)와 볼시편(2)의 수직변위를 감지하는 제4 센서(11)와, 상기 센서들에 의해 감지된 변위를 측정 산출하여 상기 구동수단들의 운동속도와 하중을 조절하는 제어부(200)와, 상기 시편들(1,2)의 마찰 마멸특성을 실시간으로 실험자에게 표시하는 디스플레이부(20)로 구성된다. 여기서, 상기 센서들은 변위에 따라 기전력을 발생시키는 유도기전력 센서가 사용된다.

상기 제어부(200)는 도 3에서 도시된 바와 같이, 상기 감지수단의 제1,2,3,4 센서(8,9,10,11)에서 발생되는 기전력을 아날로그 신호로 변환시키는 제1,2,3,4 선형변수미분변압(Linear Variable Differential Transformer; 이하 LVDT)회로(13,14,15,16)와, 상기 제1,2 LVDT회로(13,14)에서 출력된 신호에 따라 실험치를 측정 산출하고 상기 모터구동회로(17)와 하중구동회로(18)로 작동신호를 보내주고, 제3,4 LDVT회로(13,14)에서 출력된 신호를 측정 산출하는 계산수단으로구성된다. 여기서, 상기 계산수단은 컴퓨터(19)가 사용된다.

상기 모터구동회로(17)는 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 작업대(4)의 이동속도를 조절하는 가변저항(21)과, 상기 저항값의 크기에 따라 신호파형을 발생시키는 파형생성기(22)와, 제1 LVDT회로(13)에서 발생되는 신호들을 비교하는 컴퍼레이터(comparator, 24)와, 다른 회로의 동작을 개시하기 위한 펄스신호를 출력하는 트리거(trigger, 25)와, 상기 펄스신호를 증가 또는 감소시키는 디지털신호(digital signal)를 출력하는 반전카운터(26)와, 일정한 기억논리가 입력되는 신호발생용 롬(ROM, 27)과, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키는 디지털-아날로그 변환기(28)와, 상기 작업대(4)의 왕복운동폭을 조절하는 가변저항(29)으로 구성된다. 또, 상기 하중구동회로(18)는 도 5에서 도시된 바와 같이, 제2 LVDT회로(14)에서 출력되는 신호에 따라 상기 제2 구동수단의 작용하중값을 결정하는 가변저항(30)과, 실험이 진행되는 동안 작용하중을 일정하게 유지하는 궤환회로(31)로 구성된다.

상기 제1 구동수단은 스텝모터(3a)와, 상기 스텝모터(3a)와 연결되어 같이 회전되는 리드스크류(3b)와; 상기 리드스크류(3b)와 작업대(4) 사이에 연결되어 리드스크류(3b)의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시켜 상기 작업대(4)에 전달하는 작동부재로 구성된다. 상기 작업대(4)는 도 8a와 도 8b에서 도시된 바와 같이, 일정거리 수평왕복운동 시키면서 수직 방향으로 운동을 억제시키기 위하여 수평방향으로 탄성력을 가지고 수직방향으로 비탄성력을 가지는 가이드(5)로 지지된다. 상기 가이드(5)는 정면부분의 상면이 작업대(4)의 저면과 결합되는 내측 가이드와,정면부분의 하면이 실험장치 바닥면에 부착된 외측가이드가 배면부분에서 서로 결합되어 구성된다.

상기 제2 구동수단은 상기 지지대(6)의 하면에 자력의 영향을 받아 볼시편(2)을 수직방향으로 움직이게 하는 부하평판(7a)과, 전류의 인가시 상기 부하평판(7a)으로 자력을 발생시키는 전자석(7b)과, 상기 전자석(7b)에 전류 차단시 상기 지지대(6)의 하중을 일정하게 유지시키는 균형추와(7c), 상기 지지대(6) 상면에 형성되어 지지대(6)의 수직이동 위치를 조절하는 조정볼트(7d)으로 이루어진다. 상기 볼시편(2)은 도 6에서 보는 바와 같이, 상기 지지대(6)의 하면에 부착되고 일정한 탄성력을 갖는 탄성부재(32)에 고정된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 미세 마찰마멸 실험장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

스텝모터(3a)가 구동되어 작업대(4)를 일정한 거리로 왕복운동 시키고, 여기서 스텝모터(3a)와 연결된 리드스크류(3b)와 작동부재(3c)의 결합을 사용하여 작업대(4)의 움직임을 매우 작은 간격으로 조절될 수 있으므로, 미끄럼거리를 최소 0.08μm 단위까지 조절할 수 있다. 따라서 매우 높은 정밀도를 가지며 구동소음이 거의 발생하지 않게 된다.

본 실험장치는 미소변위를 발생시키면서 장시간동안 안정적으로 작동되어야 하므로 고정밀 위치제어가 가능하고 일정한 하중을 지지하면서 안정적으로 운전할 수 있는 스텝모터 제어시스템(한국특허출원번호 제10-1999-16708) 기술을 활용하였다. 상기 기술은 동일한 발명자들에 의하여 출원된 것이다.

상기 스텝모터 제어시스템을 도 4를 참조하여 설명하면, 스텝모터(3a)가 작업대(4)를 한쪽 방향으로 일정한 속도로 왕복시킬때 운동속도는 가변저항(R1,21)에 의해 조정되며, 이 저항값의 크기는 파형생성기(22)에서 생성되는 신호파형의 클럭 주파수(clock frequency)에 의하여 결정되어지고, 제1 센서(8)에서 작업대(4)의 위치변화에 따라 생성되는 유도기전력의 변화로부터 작업대(4)의 위치를 감지하여 각 위치값에 비례하는 신호값을 출력한다. 출력신호는 제1 LVDT회로(13)로 입력되고 회로 내의 2개의 컴퍼레이터(24)와 트리거(25)를 통과하면서 작업대(4) 움직임의 좌우방향을 결정하는 UP/DOWN 신호파형을 발생시킨다. 트리거(25)에서 출력된 UP/DOWN 신호파형은 반전카운터(26)에서 파형생성기(22)로부터 들어오는 클럭주파수(clock frequency)와 비교되고 이에 의하여 반전카운터(26)에서 입력된 디지털신호를 이용하여 90°위상차를 갖는 2개의 사인파형 신호를 생성, 증폭시켜 스텝모터(3a)의 권선에 공급함으로써 스텝모터(3a)를 가동한다. 한편, 왕복행정의 크기는 가변저항(R2,29)을 이용하여 조절할 수 있다.

상기 스텝모터 제어시스템에 따라 스텝모터의 권선여자력 조절을 위한 제어용 펄스신호 조절방식과 권선에 공급되는 전류값을 조절하여 스텝모터 회전자의 움직임을 일정하게 하는 방식을 조합함으로써 미세한 스텝모터구동이 가능하고, 항상 일정하게 스텝모터의 움직임을 제어할 수 있으므로 미끄럼거리를 미세하게 조절할 수 있을 뿐만 아니라 항상 일정하게 유지시킬 수 있는 장점을 보유하고 있다. 또한, 상기 특허를 적용한 경우 스텝모터의 발열을 극소화할 수 있기 때문에 장기간의 구동이 불가피한 마찰마멸 실험장치에 매우 적합한 구동시스템이라 할 수 있다. 왕복운동이 진행되는 동안 작업대(4)의 위치는 제1 센서(8)를 이용하여 계측하고 지정된 왕복운동 구간 내에서 왕복운동이 이루어지도록 움직임을 제어한다.

상기 제어부(200)는, 제1,2,3,4 센서에 의해 감지된 평판시편(1)의 위치, 작용하중, 마찰력, 그리고 볼시편(2) 위치 등 총 4가지의 자료를 계측하고 그에 상응하는 아날로그 신호를 발생시킨 후 이들 신호값을 컴퓨터(19)로 처리하여 실험이 진행되는 동안 실시간으로 마찰마멸특성을 연구할 수 있다.

계측된 작용하중과 마찰력값을 이용하여 마찰부분의 마찰계수(friction coefficient)를 계산할 수 있으며, 실험진행에 따른 마찰계수의 변화를 고찰함으로써 시편 재료 사이의 마찰특성을 분석할 수 있다. 또한, 평판시편(1)과 볼시편(2)의 위치값을 이용하여 평판시편(1)의 마멸 깊이를 실시간으로 파악할 수 있도록 함으로써 상대변위와 작용하중이 매우 작은 미소부품의 마찰마멸특성을 용이하게 파악할 수 있다.

하중 제어 및 측정 수단을 도 5를 참조하여 설명하면, 마찰부분에 하중을 가하는 부하평판(7a)의 우측단에 걸린 균형추(7c)에 의하여 평형상태를 유지하게 되며, 실험을 위하여 전자석(7b)에 전류를 공급하면 발생하는 자력에 비례하여 부하평판(7a)이 휘어지면서 마찰부분을 눌러줌으로써 하중이 가해지게 된다. 이 때 전자석(7b)에 흐르는 전압의 크기를 조절함으로써 발생하는 자력의 크기를 변화시켜 마찰부분에 가해지는 하중(이하 작용하중)을 연속적으로 정밀하게 조절할 수 있으므로 미소 시스템에 걸리는 저하중을 일정한 범위 내에서 실현할 수 있다.

작용하중의 크기는 제2 센서(9)와 제2 LVDT회로(14)로 이루어진 폐쇄형 제어시스템을 이용하여 부하평판(7a)의 굴곡량을 측정함으로써 알 수 있다. 가변저항(R3,30)은 작용하중값을 결정하는데 사용되며 궤환회로(feedback circuit, 31)를 이용한 제어방식을 통하여 부하평판(7a)과 전자석(7b) 사이의 거리변화에 관계없이 실험이 진행되는 동안 작용하중을 일정하게 유지하게 된다.

시편 마찰부분에서 발생한 마찰력을 측정하는 경우에는, 도 6을 참조하여 설명하면, 상기 탄성 부재(32)에 의하여 지지되는 볼시편 장착부(34)에 연결된 계측용 평판(33)의 순간 변위를 제3 센서(10)에서 측정한다. 즉, 계측용 평판(33)의 스프링 계수와 순간 변위를 각각 k와 x라고 하면 마찰력은 F=kx 로 계산된다.

보통, 대부분의 마찰마멸 실험장치의 마찰력 계측장비는 이동하는 상기 작업대(4) 위에 장착하게 되는데 이러한 경우 다음과 같은 문제점이 발생될 수 있다. 첫째, 측정장치가 장착된 테이블의 움직임이 측정센서에 영향을 주게 되며, 둘째, 계측장비가 시편중량에 의한 동특성 변화의 영향을 받기 때문에 측정오차가 발생하게 된다. 그러나, 본 발명에 따른 마찰력 측정장치는 측정센서를 시편의 움직임과 독립되도록 설계함으로써 이러한 오차 발생요인을 제거하였을 뿐만 아니라 평판형 구조를 도입함으로써 하중이 측정부의 위치 변화에 미치는 영향을 배제하여 측정 정밀도를 대폭 향상시킬 수 있다.

상기 제3 센서(10)는 제3 LVDT회로(15)에 연결되어 마찰력에 상응하는 아날로그 신호를 출력하게 되고, 이 신호를 아날로그-디지털 변환장치를 갖춘 컴퓨터(19)로 처리하면 마찰력의 변화를 실험이 진행되는 동안 관찰할 수 있다.

상기 시편들(1,2)의 마찰부분형상을 측정하는데 있어 도7를 참조하여 설명하면, 볼시편(2)은 실험이 진행되는 동안 평판시편(1)과 밀착된 상태로 왕복운동하게 되므로 부하평판(7a)과 연결된 계측용 평판(35)의 위치변화를 감지하는 제4 센서(11)를 설치하여 볼시편(2)의 움직임을 추적하면 마찰부분의 형상변화를 실시간으로 관찰할 수 있다. 이 제4 센서(11)에서 발생된 신호는 LVDT회로(17)에 입력하고 마찰력 측정방식에서와 같이 아날로그-디지털 변환기를 갖춘 컴퓨터(19)를 이용하여 실험이 진행되는 동안 실시간으로 마찰부분의 형상변화를 관찰할 수 있다.

따라서, 실험이 진행되는 동안 실시간으로 마멸상태를 관찰할 수 있어 편리할 뿐만 아니라, 실험 전후의 환경변화에 따른 계측 오차를 미연에 방지함으로써 보다 정확한 계측을 가능하게 하며, 외부장치에 의하여 접근할 수 없는 협소한 공간에 위치한 마찰부분의 상태를 살펴볼 수 있게 한다.

상기 가이드(5)는 실험장치 바닥판(12)에 고정된 후 작업대(4)와 연결되어 작업대(4)의 움직임을 안내, 지지하게 된다. 이와 같이 구성된 가이드는 다음과 같은 장점을 보유하고 있다.

첫째, 소음 및 마찰이 없고 장기 간 사용하여도 응착현상(Stick-Slip)이 발생하지 않으며, 둘째, 베어링 가이드(bearing guide)에 비하여 매우 다양한 속도 영역에서 사용할 수 있다. 셋째, 대칭구조로 제작할 경우 하중이 작용하는 상태에서 운동방향에 수직한 방향으로 불필요한 변위(dx)가 발생하지 않기 때문에 작업대의 변위를 정확하게 측정할 수 있다.

도 9은 본 발명에 따른 마찰마멸 실험장치의 하중특성도를 나타낸 것으로서,제어장치의 하중입력치(load number, L)를 변화시키면서 시편에 가해지는 힘(N)을 측정한 것이다. 그래프에 나타낸 바와 같이 하중은 0.03-2.0N 범위에서 연속적으로 조절이 가능하며 하중조절 분해능은 0.005N이다.

도 10는 본 발명에 따른 마찰마멸 실험장치의 구성요소인 제1 구동수단의 왕복주기 특성도를 나타낸 것으로서, 상기 제1 구동수단의 스트로크(stroke number, S)와 왕복주기(frequency number, FN)를 조절해 가면서 살펴본 작업대(4)의 왕복운동 주기(F)를 나타낸 것으로서 사용하고자 하는 임의의 왕복주기를 얻을 수 있는 용이한 조절특성을 보여주고 있다.

본 발명에 의한 미세 마찰마멸 실험장치는 평판시편이 설치된 작업대를 일정한 거리로 왕복운동 시키는 스텝모터 및 권선에 인가되는 전류에 의한 자력으로 시편 마찰부분에 하중을 가하는 전자석을 컴퓨터로 조절하여, 최대 설계하중은 2N, 최대 왕복 행정(stroke) 8mm, 그리고 최대 왕복주기(frequency)는 3Hz로서 하중과 왕복행정의 분해능이 각각 0.005N, 0.08㎛ 이하로 고정밀제어가 가능함으로써,

미끄럼거리를 미세하게 조절할 수 있고, 미소시스템에 걸리는 저하중 범위의 작용하중을 실현할 수 있으며, 작용하중의 크기와 왕복주기의 연속적 제어가 가능하고, 마찰부분의 형상변화를 실시간으로 계측할 수 있으며, 장시간 구동이 가능하고 신뢰도가 우수한 마찰마멸 실험 결과를 획득할 수 있는 효과가 있다.

Claims

상측면에 평판시편이 고정되는 작업대와; 상기 작업대를 수평왕복운동시키는 제1 구동수단과; 상기 작업대의 상측에 위치되고 하측면에 볼시편이 고정되는 지지대와; 상기 평판시편의 수평변위를 감지하는 제1 감지수단과; 상기 지지대를 작동시켜 볼시편에 의하여 평판시편에 일정한 하중을 가하는 제2 구동수단과; 상기 볼시편의 변위를 감지하는 제2 감지수단과; 상기 제1 및 제2 구동수단들을 설정치에 따라 동작시키고, 상기 감지수단들에 감지된 변위를 측정 산출하는 제어부와; 상기 제어부에서 산출되는 시편들의 마찰 마멸특성을 실시간으로 실험자에게 표시하는 디스플레이부로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 감지수단들에 감지된 변위에 따른 신호를 발생시키는 선형변수미분변압(Linear Variable Differential Transformer)회로와, 상기 선형변수미분변압회로에서 출력된 신호에 따라 실험치를 측정 산출하고 상기 제1,2 구동수단으로 실험치에 적합한 작동신호를 보내주는 계산수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 감지수단은 상기 시편간의 작용하중을 감지하는 센서, 볼시편의 수평변위를 감지하는 센서 및 볼시편의 수직변위를 감지하는 센서로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 또는 제 3 항에 있어서,

상기 감지수단으로 사용되는 센서는 유도기전력 센서가 사용된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 2 항에 있어서

상기 계산수단은 상기 각각의 선형미분변수 변압회로에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 바꾸는 아날로그-디지털 변환기가 포함된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제어부는 선형변수미분변압회로에서 출력된 신호에 따라 상기 제2 구동수단의 작용하중값을 결정하는 가변저항과, 실험이 진행되는 동안 작용하중을 일정하게 유지하는 궤환회로로 이루어진 하중컨트롤부가 포함된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 구동수단은 스텝모터와; 상기 스텝모터와 연결되어 같이 회전되는 리드스크류와; 상기 리드스크류와 작업대 사이에 연결되어 리드스크류의 회전운동을 직선왕복운동으로 변환시켜 상기 작업대에 전달하는 작동부재로 구성된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 항에 있어서,

상기 작업대는 일정거리 수평왕복운동 시키면서 수직 방향으로 운동을 억제시키기 위하여 수평방향만으로 탄성력을 가지는 가이드로 지지된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 8 항에 있어서,

상기 가이드는 정면부분의 상면이 작업대의 저면과 결합되는 내측 가이드와, 정면부분의 하면이 실험장치 바닥면에 부착된 외측 가이드가 배면부분에서 서로 결합된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 구동수단은 상기 지지대의 하면에 자력의 영향을 받아 볼시편을 수직방향으로 움직이게 하는 부하평판과, 전류의 인가시 상기 부하평판으로 자력을 발생시키는 전자석과, 상기 전자석에 전류 차단시 상기 지지대의 하중을 일정하게 유지시키는 균형추와, 상기 지지대 상면에 결합되어 지지대의 수직이동 위치를 조절하는 조정볼트로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.
제 10 항에 있어서,

상기 볼시편은 상기 지지대의 하면에 부착되고 일정한 탄성력을 갖는 탄성 부재에 고정된 것을 특징으로 하는 미세 마찰마멸 실험장치.