RU1827579C - Instrument for determining hardness of polymeric materials - Google Patents
Instrument for determining hardness of polymeric materialsInfo
- Publication number
- RU1827579C RU1827579C SU904912213A SU4912213A RU1827579C RU 1827579 C RU1827579 C RU 1827579C SU 904912213 A SU904912213 A SU 904912213A SU 4912213 A SU4912213 A SU 4912213A RU 1827579 C RU1827579 C RU 1827579C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outputs
- inputs
- manipulator
- comparators
- amplifiers
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике измерени физических величин, в частности к конструкции трехинденторного измерител твердости резины и может быть использовано в резино-технической, шинной промышленности и промышленности пластических масс. Сущность изобретени : в устройство введены блок вычислений коэффициента твердости, блок энергонезависимой пам ти данных, блок посто нной пам ти команд, манипул тор и блок дискретного управлени манипул тором, цифровой индикатор, цифропечатающее устройство, интеллектуальный оптоэлектронный датчик малых перемещений . 6 з.п. ф-лы, 10 ил.The invention relates to techniques for measuring physical quantities, in particular to the construction of a three-indenter rubber hardness tester and can be used in the rubber, tire and plastics industries. SUMMARY OF THE INVENTION: a hardness factor calculation unit, a non-volatile data memory unit, a read-only memory unit, a manipulator and a discrete control unit for a manipulator, a digital indicator, a digital printing device, and an intelligent optoelectronic sensor for small displacements are introduced into the device. 6 c.p. f-ly, 10 ill.
Description
(/(/
СWITH
Изобретение относитс к технике измерени физических величин, в частности к конструкции трехинденторного измерител твердости резины и может быть использовано в резино-технической, шинной промышленности и промышленности пластических масс.The invention relates to techniques for measuring physical quantities, in particular to the construction of a three-indenter rubber hardness tester and can be used in the rubber, tire and plastics industries.
Целью изобретени вл етс повышение точности и быстродействи прибора, а также достоверности результатов измерени .The aim of the invention is to increase the accuracy and speed of the instrument, as well as the reliability of the measurement results.
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл измерени твердости полимерных материалов; на фиг. 2 конструкци прибора дл измерени твердости полимерных материалов; на фиг. 3 - блок-схема ин- теллектуального датчика; на фиг. 4 - принципиальна схема оптоэлектронного измерител ; на фиг. 5 - блок-схема преобразовател перемещени индентора в цифровой код; на фиг. 6 - принципиальна In FIG. 1 is a block diagram of a device for measuring the hardness of polymeric materials; in FIG. 2 design of a hardness tester for polymeric materials; in FIG. 3 is a block diagram of an intelligent sensor; in FIG. 4 is a schematic diagram of an optoelectronic meter; in FIG. 5 is a block diagram of a converter for moving an indenter to a digital code; in FIG. 6 - principal
схема логического фильтра импульсов; на фиг. 7 - принципиальна схема электронного нониуса; на фиг. 8 - блок-схема алгоритма работы прибора; на фиг. 9 - диаграмма работы логического фильтра; на фиг. 10 - временные диаграммы сигналов электронного нониуса.logic pulse filter circuit; in FIG. 7 is a schematic diagram of an electronic nonius; in FIG. 8 is a block diagram of the algorithm of the device; in FIG. 9 is a diagram of a logical filter; in FIG. 10 is a timing diagram of electronic nonius signals.
Прибор дл измерени твердости полимерных материалов (фиг. 2) содержит корпус 1, на котором с возможностью перемещени установлен столик 2, имеющий в центре выступ 3 конусной формы, заканчивающийс стержнем 4. На выступе 3 размещен своей нижней внутренней ко- нусной частью основной груз 5, выполнен- ный в виде полого цилиндра. Своей верхней внутренней конусной частью основной грузThe device for measuring the hardness of polymeric materials (Fig. 2) contains a housing 1 on which a table 2 is movably mounted, having a cone-shaped protrusion 3 in the center and ending with a rod 4. The main load 5 is placed on its protrusion 3 by its lower inner conical part made in the form of a hollow cylinder. The main load with its upper conical part
5лежит в ответной конусной части - конусе5 lies in the mating cone - the cone
6подвески 7. Верхний конец подвески 7 выполнен в виде конуса 8, вход щего при своем движении в отверстие 9 корпуса 1. В6 of the suspension 7. The upper end of the suspension 7 is made in the form of a cone 8, which, when moving, enters the hole 9 of the housing 1. B
со юwith y
X 01 XI ЮX 01 XI Yu
верхней части подвески 7 жестко установлена нижн траверса 10, котора с помощью т г 11 жестко соединена с верхней траверсой 12, в центре которой установлена опора 13.the upper part of the suspension 7 is rigidly mounted lower traverse 10, which with the help of t 11 is rigidly connected to the upper traverse 12, in the center of which is mounted a support 13.
Инденторы 14 жестко скреплены между собой шайбой 15 с установленной в середине опорой 16. Шайба 15 имеет снизу высту пающую часть в виде конуса 17. Верхний торец опоры 16 имеет сферическую поверх- ность с центром, расположенным в геометрическом центре плоскости, проход щей через центры сфер инденторов. Стержень 18 расположен свободно в зажиме 19 и входит в соприкосновение снизу с опорой 13, а сверху с наконечником 20 измерител перемещени 21, Наконечник 20 снабжен фикса- тором 22, Прижимной груз 23 имеет отверсти 24 дл пропуска т г 11, отверсти The indenters 14 are rigidly fastened to each other by a washer 15 with a support 16 mounted in the middle. The washer 15 has a protruding part in the form of a cone 17. The upper end of the support 16 has a spherical surface with a center located in the geometric center of the plane passing through the centers of the spheres indenters. The rod 18 is located freely in the clamp 19 and comes into contact from below with the support 13, and from above with the tip 20 of the displacement meter 21, the Tip 20 is equipped with a latch 22, the Clamping weight 23 has holes 24 for passing rod 11, holes
25дл пропуска инденторов 14, отверсти 25 for skipping indenters 14, holes
26дл т г механизма подъема и опускани прижимного груза (условно не показанного на схеме), центральное отверстие 27 ко ус- ной формы. Три выступа снизу вокруг отверсти 25 выполн ют ро ь прижимных лапок 28, прижимающих образец 29 нормированным усилием к опорной поверхности 30 корпуса 1. В корпусе 1 (фиг. 1) размещены также блок 31 вычислений коэффициента твердости , блок 32 посто нной пам ти команд, блок 33 энергонезависимой пам ти данных, блок 34 дискретного управлени манипул тором , манипул тор 35, цифртопечатающее устройство 36, блок цифровой индикации 37, бункер-накопитель 38.26 for the lifting and lowering mechanism of the clamping load (not conditionally shown in the diagram), the central hole 27 is of a regular shape. Three protrusions from below around the hole 25 carry out a swath of presser legs 28, pressing the sample 29 with normalized force to the supporting surface 30 of the housing 1. In the housing 1 (Fig. 1) there are also a hardness coefficient calculating unit 31, a read-only memory unit 32. non-volatile data storage unit 33, discrete control unit 34, the manipulator 35, the digital printing device 36, the digital display unit 37, and the storage hopper 38.
Манипул тор 35 (фиг. 1) содержит механизм 39 управлени кассетой дл образцов, загрузочное устройство 40, механизм 4-1 подъема основного груза 5, механизм 42 прижимного груза 5, механизм 42 прижим- ного груза 23.The manipulator 35 (FIG. 1) comprises a sample cartridge control mechanism 39, a loading device 40, a main load lifting mechanism 4-1, a clamping weight mechanism 42, and a clamping mechanism 42.
Интеллектуальный датчик (фиг. 3) малых перемещений состоит из оптоэлектронного измерител перемещений 43 и преобразовател линейных перемещений 44 в цифро- вой код.The smart sensor (Fig. 3) of small displacements consists of an optoelectronic displacement meter 43 and a linear displacement transducer 44 into a digital code.
Оптозлектронный измеритель (фиг. 4) представл ет собой преобразователь перемещений э импульсный сигнал и содержит оптическую решетку 67, с шагом решетки 16 мкм, жестко св занную с наконечником 20 (фиг. 2) и оптопары 68. Преобразователь линейных перемещений 44 в цифровой код (фиг. 5) содержит два усилител 45 и 46, на входы которых подключены выходы оптоэ- лектронного измерител 43, компараторы 47 и 48, на входы которых подключены выходы усилителей 45 и 46 соответственно и входы опорного напр жени Uon, выходы компараторов 47, 48 подключены на входыThe optoelectronic meter (Fig. 4) is a displacement transducer and an impulse signal and contains an optical array 67, with a lattice pitch of 16 μm, rigidly connected to tip 20 (Fig. 2) and optocouplers 68. Linear displacement transducer 44 into a digital code ( Fig. 5) contains two amplifiers 45 and 46, the inputs of which are connected to the outputs of the optoelectronic meter 43, comparators 47 and 48, the inputs of which are connected to the outputs of amplifiers 45 and 46, respectively, and the inputs of the reference voltage Uon, the outputs of the comparators 47, 48 are connected to the entrances
логического фильтра 49 и на первый и второй входы блока 5 электронного нониуса, логический фильтр 49, 1-й и 2-й счетчики 50 и 51, на входы которых подключены соответствующие выходы логического фильтра, а выходы подключены на шину данных микропроцессора 31, блок 52 электронный нониус , на 3 и 4 входы которого подключены выходы усилителей 45 и 46 соответственно, а выходы на шину данных микропроцессора 31.logic filter 49 and to the first and second inputs of electronic nonius block 5, logic filter 49, 1st and 2nd counters 50 and 51, the inputs of which are connected to the corresponding outputs of the logical filter, and the outputs are connected to the data bus of microprocessor 31, block 52 electronic nonius, on the 3 and 4 inputs of which the outputs of the amplifiers 45 and 46 are connected, respectively, and the outputs to the data bus of the microprocessor 31.
Логический фильтр 49 (фиг. 6) содержит два инвертора 53, 54, два элемента 55 и 56 И, линии задержки на RC цепочках.Logic filter 49 (Fig. 6) contains two inverters 53, 54, two elements 55 and 56 AND, delay lines on RC circuits.
Блок 52 электронный нониус фиг. 7 содержит три усилител 57. 58 и 59, шесть компараторов 60-65, выходы которых подключены на входы восьмиразр дного регистра 66, цепочку потенциометрических резисторов 67, подключенных к выходам усилителей 57, 58, 59,Block 52 electronic nonius of FIG. 7 contains three amplifiers 57. 58 and 59, six comparators 60-65, the outputs of which are connected to the inputs of an eight-bit register 66, a chain of potentiometric resistors 67 connected to the outputs of amplifiers 57, 58, 59,
Работа прибора осуществл етс под управлением блока вычислений 31, в качестве которого служит микропроцессор, по программе , хран щейс в пам ти программ 32, блок-схема алгоритма управл ющей программы представлена на фиг. 8, Согласно программе микропроцессор вырабатывает в определенной последовательности коды команд, которые по шине данных поступают на вход блока 34 дискретного управлени манипул тором, блок 34 представл ет собой плату силовых транзисторных ключей, управл емых сигналами микропроцессора. Сигналы с блока 34 по силовой шине управлени поступают на входы исполнительных механизмов управлени кассетой 39, управлени загрузочным устройством 40, подь- ема основного груза 41, подъема прижимного груза 42, управлени зажимом управлени перемещением наконечника 20 и привод т их в действие согласно алгоритму (фиг. 8). Отработанный образец из рабочего пространства выталкиваетс следующим образцом в бункер-накопитель 38.The operation of the device is carried out under the control of the computing unit 31, which is a microprocessor, according to the program stored in the program memory 32, a block diagram of the control program algorithm is shown in Fig. 8, According to the program, the microprocessor generates, in a certain sequence, the instruction codes that are transmitted via the data bus to the input of the discrete control unit 34 of the manipulator, block 34 is a power transistor switch board controlled by microprocessor signals. The signals from the unit 34 via the power control bus are input to the actuators for controlling the cassette 39, controlling the loading device 40, lifting the main load 41, lifting the pressing weight 42, controlling the movement control clamp of the tip 20 and actuating them according to the algorithm (Fig. . 8). The spent sample from the working space is pushed by the next sample into the storage hopper 38.
Измеритель перемещений 21 интеллектуальный оптоэлектронный датчик работает следующим образом.The displacement meter 21 intelligent optoelectronic sensor operates as follows.
При перемещении наконечника 20 измерител 43 одновременно с ним перемещаетс оптическа решетка 67, в результате чего на выходах измерител 43 вырабатываютс импульсные синусоидальные сигналы, принимающие нулевые значени при каждом смещении решетки 67 на один шаг (16 мкм). Сигналы на выходах между собой сдвинуты на 90°. Данные сигналы поступают на усилители 45, 46, усиленные сигналы поступают на компараторы 47, 47 и на входы блока 52. Сформированные на выходах комлараторов сигналы пр моугольной формы, сдвинутые относительно друг друга на 90, поступают на логический фильтр 49, на выходе которого создаютс импульсы или пр мого , или обратного счета. Эти импульсы поступают на входы счетчиков 50 и 51, пр мого и обратного счета (в качестве счетчиков применены счетчики-таймеры серии К580ВИ53), при пр мом перемещении наконечника 20, фильтр 49 пропускает импульсы на вход счетчика 50 пр мого счета, при обратном перемещении пропускает импульсы на вход счетчика 51 обратного счета. Цена данных импульсов равна 16 мкм. Так как счетчики таймера работают в обратном направлении, то дл определени фактической величины импульсов, нужно произвести следующим вычислени When moving the tip 20 of the meter 43, the optical grating 67 moves simultaneously with it, as a result of which the pulsed sinusoidal signals are generated at the outputs of the meter 43, taking zero values at each bias of the grating 67 by one step (16 microns). The signals at the outputs between each other are shifted 90 °. These signals are fed to amplifiers 45, 46, the amplified signals are fed to comparators 47, 47 and to the inputs of block 52. Rectangular signals generated at the outputs of the comparators, shifted by 90 relative to each other, are fed to a logic filter 49, at the output of which pulses are generated or direct or reverse counting. These pulses are fed to the inputs of counters 50 and 51, forward and backward counters (K580VI53 series counters and timers are used as counters), when the tip 20 is moved forward, the filter 49 passes pulses to the input of the direct counted counter 50, it passes through the reverse movement pulses to the input of the counter 51 countdown. The price of these pulses is 16 microns. Since the timer counters work in the opposite direction, to determine the actual value of the pulses, it is necessary to perform the following calculation
Мфзкт Nl - N2,Mfzkt Nl - N2,
где Мфакт - фактическое значение импульсов;where Mfact - the actual value of the pulses;
NI - начальное значение счетчика;NI - initial value of the counter;
N2 - конечное значение счетчика.N2 is the final value of the counter.
Дл определени истинного значени перемещени индентора необходимо из значени счетчика 50 пр мого счета вычесть значени счетчика 51 обратного счета и разность умножить на 16 мкм.To determine the true value of the indenter displacement, it is necessary to subtract the values of the countdown counter 51 from the value of the direct counter 50 and multiply the difference by 16 microns.
L Мпр.сч. - Мобр.сч. 16.L Mn. - Mob. sixteen.
где L - истинное значение перемещени индентора в мкм.where L is the true value of the indenter displacement in microns.
Это будет результат по грубой шкале отсчета . Дл повышени точности датчика используетс блок 52 электронный нониус, который представл ет собой блок логики преобразовател фиг. 7, На выходе блока 52 формируетс код, который через шины данных считываетс микропроцессором 31 и в таблице, хран щейс в посто нной пам ти 32, в соответствии с прочитанным кодом выбираетс соответствующее значение точного перемещени индентора в единицах измерени (в данном случае мкм), т.е. это будет результат по нониусу точного отсчета. Общий результат перемещени индентора будет равныйThis will be a result on a rough scale. To increase the accuracy of the sensor, an electronic nonius block 52 is used, which is the converter logic block of FIG. 7. At the output of block 52, a code is generated which is read by the microprocessor 31 through the data buses and in the table stored in the read-only memory 32, the corresponding value of the exact indenter movement in units of measurement (in this case um) is selected in accordance with the read code. those. this will be the result of the nonius of the exact reference. The total result of moving the indenter will be equal
L (Nnp.cn. - Мобр.сч.) -16 + 1,(3)L (Nnp.cn. - Mob.sc.) -16 + 1, (3)
где I - показани нониуса в ед. изм. (мкм).where I is the vernier reading in units. rev. (microns).
Таким образом, при разрешающей способности оптической решетки в 16 мкм измерение произойдет с точностью до 1 мкм.Thus, with a resolution of the optical grating of 16 μm, the measurement will occur with an accuracy of 1 μm.
Логический фильтр 49 работает согласно диаграмме фиг. 9.Logic filter 49 operates according to the diagram of FIG. 9.
Электронный нониус 52 (фиг. 7) работает следующим образом.Electronic nonius 52 (Fig. 7) works as follows.
Потенциометрические резисторы устанавливают пороговый уровень срабатывани компараторов 60-65 таким образом, чтобы сигналы на их выходах имели сдвиг наPotentiometric resistors set the threshold level of operation of comparators 60-65 so that the signals at their outputs have a shift by
5 1/16 шага оптической решетки. Временные диаграммы сигналов и таблица соответстви приведены на фиг. 10. Таким образом разрешающа способность датчика повышаетс до 1 мкм. Коде компараторов посту10 пает на восьмиразр дный регистр 66, с которого через шину данных считываетс микропроцессором и в таблице, хран щейс в пам ти программ 32, в соответствии с прочитанным кодом в регистре 66, выбира15 етс соответствующее значение единиц перемещени .5 1/16 steps of the optical array. The timing diagrams of the signals and the correspondence table are shown in FIG. 10. Thus, the resolution of the sensor is increased to 1 micron. The code of the comparators is sent to an eight-bit register 66, from which it is read by the microprocessor via the data bus and in the table stored in the program memory 32, in accordance with the code read in the register 66, the corresponding value of the units of movement is selected15.
Таким образом, предложенное устройство исключает недостатки прототипа, повышает быстродействие прибора, точностьThus, the proposed device eliminates the disadvantages of the prototype, improves the speed of the device, accuracy
20 и достоверность результатов измерени и позвол ет распечатывать результаты на твердом носителе, а также позвол ет сохран ть результаты в энергонезависимой пам ти данных при аварийном отключении20 and the reliability of the measurement results and allows you to print the results on a solid medium, and also allows you to save the results in a non-volatile data memory during emergency shutdown
25 питани .25 meals.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904912213A RU1827579C (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Instrument for determining hardness of polymeric materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904912213A RU1827579C (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Instrument for determining hardness of polymeric materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1827579C true RU1827579C (en) | 1993-07-15 |
Family
ID=21561034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904912213A RU1827579C (en) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | Instrument for determining hardness of polymeric materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1827579C (en) |
-
1990
- 1990-11-26 RU SU904912213A patent/RU1827579C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1486876, кл. G 01 N 3/42, 1987. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4031746A (en) | Automatic tensile test apparatus | |
EP0042179A2 (en) | Encoder | |
WO1982001601A1 (en) | Position error correcting device | |
RU1827579C (en) | Instrument for determining hardness of polymeric materials | |
GB2053600A (en) | Circuit arrangements for testing of analogue-digital converters of telecommunication systems | |
US4158129A (en) | Electronic counter | |
KR890015202A (en) | Track search circuit and track search method | |
US3451054A (en) | Light optic digital transducer using displaced ronchi rulings | |
US3150253A (en) | Product analyzer | |
US4452066A (en) | Device for measuring dynamic characteristics of objects under impact | |
US2970292A (en) | Binary scale reading system | |
SU643977A1 (en) | Storage checking device | |
SU1372189A1 (en) | Digital optical level indicator | |
US3804188A (en) | Weighting scale | |
SU1571481A1 (en) | Photocolorimetric gas analyzes | |
SU783985A1 (en) | Device for recounting pulses with automatic selection of counting interval | |
SU936417A1 (en) | Device for measuring and registering maximum forces at testing materials | |
RU2030112C1 (en) | Photoelectric movement-to-code converter | |
SU1143976A2 (en) | Device for registering analog value discrete magnitude | |
SU1682845A1 (en) | Force sensor calibration device | |
SU1647226A1 (en) | Device for measuring linear displacements | |
SU572762A1 (en) | Multichannel device for program control of displacement | |
SU643941A1 (en) | Displacement-to-code converter | |
SU1244486A1 (en) | Method of measuring distance between two points | |
SU930704A1 (en) | Device for recognizing and monitoring continuous signals |