RU17732U1

RU17732U1 - PORTABLE ELECTRONIC DYNAMIC HARDWARE METER

Info

Publication number: RU17732U1
Application number: RU2000131150/20U
Authority: RU
Inventors: Н.А. Махутов; А.Б. Караев; Б.А. Сугирбеков; Н.И. Саньков
Original assignee: Караев Алибек Басханукович
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2001-04-20

Abstract

Переносной электронный динамический твердомер, содержащий датчик, в корпусе которого размещен ударный механизм с цангой, взаимодействующей с концом составного индентора с постоянным магнитом, на другом съемном конце которого установлены крышка с усеченным шариком, корпус датчика снабжен опорным кольцом и охвачен индукционной катушкой, соединенной с электронным блоком, включающем соединенные последовательно усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор и управляющий блок, отличающийся тем, что один выход усилителя через инвертор и детектор отраженного сигнала и другой - через детектор передающего сигнала соединены со входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого через микропроцессор соединен со входом цифрового индикатора, выполненного в виде графического жидкокристаллического блока, а управляющий блок выполнен в виде кнопочной клавиатуры.A portable electronic dynamic hardness tester containing a sensor, in the housing of which there is a striking mechanism with a collet interacting with the end of the composite indenter with a permanent magnet, on the other removable end of which there is a lid with a truncated ball, the sensor housing is equipped with a support ring and is surrounded by an induction coil connected to an electronic a unit including an amplifier connected in series, an analog-to-digital converter, a digital indicator and a control unit, characterized in that one amplifier output through an inverter and a reflected signal detector, and another through a detector of a transmitting signal, they are connected to the inputs of an analog-to-digital converter, the output of which through a microprocessor is connected to the input of a digital indicator made in the form of a graphic liquid crystal block, and the control unit is made in the form of a keypad.

Description

-- - :, .: .,г.:Л :Л; - ; -. . -Q QIN 3/48 - -:,.:., city: L: L; -; -. . -Q QIN 3/48

ПЕРЕНОСНОЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ ДИНАМИЧЕСКИЙ ТВЕРДОМЕРPORTABLE ELECTRONIC DYNAMIC HARDWARE METER

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к измерению твердости материалов, преимущественно металлов.The invention relates to a testing technique, namely to measuring the hardness of materials, mainly metals.

Известен переносной электронный динамический твердомер, содержащий электронный блок, включающий последовательно соединенные усилитель, два запоминающих устройства пиковых значений напряжений, аналого-цифровой преобразователь, счетное устройство, управляющий блок, цифровой индикатор, датчик с ударным механизмом, индентор, имеющий корпус, крышку и усеченный шарик, расположенный между крышкой и корпусом, и постоянный магнит, а на корпусе датчика размещены опорное кольцо и индукционная катушка, соединенная кабелем с электронным блоком (1).Known portable electronic dynamic hardness tester containing an electronic unit comprising a series-connected amplifier, two storage devices of peak voltage values, an analog-to-digital converter, a calculating device, a control unit, a digital indicator, a sensor with a shock mechanism, an indenter having a housing, a cover and a truncated ball located between the cover and the housing, and a permanent magnet, and on the sensor housing there is a support ring and an induction coil connected by a cable to the electronic unit (1 )

Недостатком известного твердомера являются относительно низкая точность измерения, небольшой срок службы, сложность использования его при измерении твердости в труднодоступных местах изделия и деталей сложной конфигурации.A disadvantage of the known hardness tester is the relatively low accuracy of measurement, short service life, the difficulty of using it when measuring hardness in hard-to-reach places of the product and parts of complex configuration.

Наиболее близким, принятым за прототип, является переносной электронный твердомер, содержащий датчик, в корпусе которого размещен ударный механизм с цангой, охватывающей один конец составного индентора с постоянным магнитом, на другом съемном конце которого установлены крышка с усеченным шариком, на корпусе датчикаThe closest adopted for the prototype is a portable electronic hardness tester containing a sensor, in the housing of which there is a striking mechanism with a collet covering one end of a composite indenter with a permanent magnet, on the other removable end of which there is a lid with a truncated ball on the sensor case

установлены опорное кольцо и индукционная катушка, соединенная кабелем с электронным блоком, включающем последовательно соединенные усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор и блок управления (2).a support ring and an induction coil are installed, connected by a cable to an electronic unit including a series-connected amplifier, an analog-to-digital converter, a digital indicator, and a control unit (2).

Недостатком этого твердомера является относительно низкая производительность при измерении твердости и невысокая эффективность использования.The disadvantage of this hardness tester is relatively low productivity in measuring hardness and low efficiency of use.

Сущность полезной модели. Предложен переносной электронный динамический твердомер, содержащий датчик, выполненный в виде размещенного в его корпусе ударного механизма, взаимодействующего посредством цанги с подпружиненным индентором, снабженным постоянным магнитом и съемным элементом с крышкой и усеченным шариком, корпус датчика снабжен опорным кольцом и охвачен индукционной катушкой, соединенной с электронным блоком, содержащим соединенные последовательно усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор и управляющий блок, отличающийся тем, что один выход усилителя через инвертор и детектор отраженного сигнала и другой - через детектор передающего сигнала соединены со входами аналого-цифрового преобразователя, выход которого через микропроцессор соединен со входом цифрового индикатора, выполненного в виде графического жидкокристаллического блока, а управляющий блок выполнен в виде кнопочной клавиатуры.The essence of the utility model. A portable electronic dynamic hardness tester is proposed, comprising a sensor made in the form of a shock mechanism interacting by means of a collet with a spring-loaded indenter equipped with a permanent magnet and a removable element with a lid and a truncated ball, the sensor case is equipped with a support ring and is surrounded by an induction coil connected to an electronic unit comprising an amplifier connected in series, an analog-to-digital converter, a digital indicator and a control unit, characterized in that that one amplifier output through an inverter and a reflected signal detector and another through a transmitting signal detector are connected to the inputs of an analog-to-digital converter, the output of which is connected through a microprocessor to the input of a digital indicator made in the form of a graphic liquid crystal block, and the control unit is made in the form of a button keyboards.

Предлагаемый твердомер позволяет повысить производительность осуществляемых измерений твердости за счет быстродействия работы электронного блока и существенно расширяет технологические возможности его использования.The proposed hardness tester allows to increase the performance of the performed hardness measurements due to the speed of the electronic unit and significantly expands the technological capabilities of its use.

Для пояснения полезной модели на чертеже изображен общий вид датчика твердомера (продольное сечение) с электронным блоком (блоксхема). Как видно из чертежа, переносной электронный динамический твердомер содержит датчик, в корпусе 1 которого размещен ударный механизм 2, снабженный цанговым механизмом 3, охватывающем один конец составного индентора с постоянным магнитом 4, на другом съемном конце 5 которого установлены крышка 6 с усеченным шариком 7. На корпусе 1 датчика установлены опорное кольцо 8 и индукционная катушка 9, которая через экранированный кабель 10 соединена с электронным блоком, включающем последовательно соединенные усилитель 11, аналого-цифровой преобразователь 12, цифровой индикатор и блок управления. Один выход усилителя 11 через инвертор 13 и детектор 14 отраженного сигнала и другой выход через детектор 15 передающего сигнала соединены со входами аналого-цифрового преобразователя 12, выход которого через микропроцессор 16 соединен со входом цифрового индикатора, выполненного в виде графического жидкокристаллического блока 17, а управляющий блок выполнен в виде кнопочной клавиатуры 18.To explain the utility model, the drawing shows a General view of the hardness gage sensor (longitudinal section) with an electronic unit (block diagram). As can be seen from the drawing, a portable electronic dynamic hardness tester contains a sensor, in the housing 1 of which is an impact mechanism 2, equipped with a collet mechanism 3, covering one end of the composite indenter with a permanent magnet 4, on the other removable end 5 of which there is a cover 6 with a truncated ball 7. On the sensor housing 1, a support ring 8 and an induction coil 9 are installed, which, via a shielded cable 10, is connected to an electronic unit including a series-connected amplifier 11, an analog-to-digital converter l 12, digital display and control unit. One output of the amplifier 11 through the inverter 13 and the detector 14 of the reflected signal and the other output through the detector 15 of the transmitting signal are connected to the inputs of the analog-to-digital converter 12, the output of which through the microprocessor 16 is connected to the input of a digital indicator made in the form of a graphic liquid crystal block 17, and the control the block is made in the form of a keypad 18.

Измерение твердости переносным электронным динамическим твердомером осуществляется следующим образом.Hardness measurement by portable electronic dynamic hardness tester is as follows.

При подготовке датчика к работе посредством цилиндрического стержня (на черт, не показан), вводимого в отверстие опорного кольца 8, перемещают индентор (на черт, не обозначен) в продольном направлении до зацепления пробкой 19 за лепестки цанги, сжимая при этом пружину 20. Твердомер таким образом готов к работе, то есть к измерению твердости изделия.When preparing the sensor for operation by means of a cylindrical rod (not shown in the drawing) inserted into the hole of the support ring 8, the indenter (not shown in the drawing) is moved in the longitudinal direction until the stopper 19 engages the collet petals, compressing the spring 20. The hardness tester thus ready for work, that is, to measure the hardness of the product.

Далее датчик торцевой поверхностью 21 опорного кольца 8 устанавливают на поверхности измеряемого изделия и нажимают до упора на подпружиненную кнопку 22, в результате чего шток 23 ударного механизма 2, после сжатия пружины 24, продольно перемещаясь разжимает лепестки цанги 3. Пружина 20 перемещает индентор с усеченным шариком 7, в результате чего происходит удар последнего об испытуемую поверхность изделия с последующим отскоком индентора (индентор является составным из части с постоянным магнитом 4 и другой съемной части 5 с крышкой 6 и усеченным шариком 7). В момент удара и последующего отскока индентора под воздействием постоянного магнита 4 индукционная катушка 9 выдает сигнал, поступающий через экранированный кабель 10 на усилитель 11.Further, the sensor with the end surface 21 of the support ring 8 is mounted on the surface of the measured product and pressed against the stop on the spring-loaded button 22, as a result of which the rod 23 of the shock mechanism 2, after compression of the spring 24, moving longitudinally unclenches the petals of the collet 3. Spring 20 moves the indenter with a truncated ball 7, resulting in the impact of the latter on the test surface of the product with subsequent rebound of the indenter (the indenter is composed of a part with a permanent magnet 4 and another removable part 5 with a cover 6 and is truncated ball 7). At the time of impact and subsequent rebound of the indenter under the influence of a permanent magnet 4, the induction coil 9 generates a signal through a shielded cable 10 to the amplifier 11.

При измерении твердости сигнал с датчика, представляющий собой двухполярный импульс, положительная составляющая которогоWhen measuring hardness, the signal from the sensor, which is a bipolar pulse, the positive component of which

пропорциональна скорости падения, а отрицательная - скорости отскока ударника поступает на инвертирующий вход входного усилителя, коэффициент усиления которого регулируется резистором 25 в пределах от 3 до 10. Усиленный сигнал поступает на детектор 15 передающего сигнала, усиление которого в небольших пределах изменяется резистором 26. С выхода усилителя 11 сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 12 и далее на микропроцессор 16. Сигнал через инвертор 13 с выхода усилителя поступает на вход детектора 14 отраженного сигнала, после чего поступает на вход микропроцессора 16.proportional to the rate of fall, and negative - to the speed of the rebound of the striker is fed to the inverting input of the input amplifier, the gain of which is regulated by the resistor 25 in the range from 3 to 10. The amplified signal is fed to the detector 15 of the transmitting signal, the amplification of which is changed by the resistor 26 in a small range. the amplifier 11, the signal is fed to an analog-to-digital converter 12 and then to the microprocessor 16. The signal through the inverter 13 from the output of the amplifier is fed to the input of the reflected signal detector 14, after four a microprocessor supplied to input 16.

Аналого-цифровой преобразователь 12 и микропроцессор 16, объединенные в микроконтроллер 27 осуществляют общее управление прибором: обрабатывают сигнал с датчика (по двум каналам 8-разрядного АЦП), производят все вычисления по аппроксимированному уравнению, осуществляют вывод результатов на цифровой индикатор, в качестве которого использован графический жидкокристаллический блок.An analog-to-digital converter 12 and microprocessor 16, combined into a microcontroller 27, carry out general control of the device: they process the signal from the sensor (via two channels of an 8-bit ADC), perform all calculations according to the approximated equation, and output the results to a digital indicator, which is used as graphic liquid crystal block.

Сигнал из микроконтроллера поступает на графический жидкокристаллический блок, на котором высвечиваются результаты измерений твердости в единицах требуемых щкал.The signal from the microcontroller enters the graphic liquid crystal block, on which the results of measurements of hardness are displayed in units of the required scales.

Управление электронным блоком осуществляется посредством кнопочной клавиатуры 18, соединенной с микроконтроллером.The electronic unit is controlled by a keypad 18 connected to the microcontroller.

9(9(

Твердомер описанной конструкции позволяет более производительно и эффективно проводить измерения твердости изделий и материалов различного промышленного назначения.The hardness tester of the described design allows more productive and efficient measurements of the hardness of products and materials for various industrial purposes.

Использованные источники:Used sources:

1. VDI-Bericht,№308, с.123-128, 1978.1. VDI-Bericht, No. 308, S. 123-128, 1978.

2.Патент РФ № 2041458 от 1993 г.2. RF patent No. 2041458 of 1993

Claims

A portable electronic dynamic hardness tester containing a sensor, in the case of which there is a striking mechanism with a collet interacting with the end of the composite indenter with a permanent magnet, on the other removable end of which there is a lid with a truncated ball, the sensor case is equipped with a support ring and is surrounded by an induction coil connected to an electronic a unit including an amplifier connected in series, an analog-to-digital converter, a digital indicator and a control unit, characterized in that one amplifier output through an inverter and a reflected signal detector, and another through a detector of a transmitting signal, they are connected to the inputs of an analog-to-digital converter, the output of which through a microprocessor is connected to the input of a digital indicator made in the form of a graphic liquid crystal unit, and the control unit is made in the form of a button keyboard.