Пристрій для вимірювання фактичної площі контакту

Пристрій для вимірювання фаісгичної площі контаїсгу, що містить два контаїсгуючих зразки і силову установку, який відрізняється тим, що один із зразків виконаний у вигляді п'єзотрансформатора, також пристрій обладнаний генератором імпульсів, підключеним до вхідної системи електродів п'єзотрансформатора, узгоджувальним пристроєм, підключеним до вихідної системи електродів п'єзотрансформатора, та дискримінатором, підсилювачем-обмежувачем і лічильником коливань Винахід відноситься до вимірювальної техніки, зокрема, до пристроїв що вимірюють фактичну площу контакту Відомий пристрій для виміру фактичної площі контакту, що включає два контактуючих зразки, силову установку і прилад для виміру площі площадок контакту (див Крагельский И В , Демкин Н Б Контактирование шероховатых поверхностей М Наука, 1970, 227 с ) Недоліком нього пристрою є невисока точність Крім того, процедура вимірювання фактичної площі контакту даним пристроєм досить складна у зв'язку з необхідністю вимірювати площу площадок контакту Відомий пристрій для вимірювання фактичної площі контакту, що включає два зразки, силову установку і прилад для вимірювання площі площадок контакту (див Демкин Н Б Контактирование шероховатых поверхностей М Наука, 1970, 227 с ) Вказаний пристрій найбільш близький по технічній сутності до пристрою, що заявляється, і вибраний в якості прототипу Недоліком цього пристрою є невисока точність Крім того, процедура вимірювання фактичної площі даним пристроєм досить складна у зв'язку з необхідністю вимірювати площу площадок контакту В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою для вимірювання фактичної площі контакту шляхом порушення в одному із зразків вільних резонансних коливань, по числу яких можна судити про фактичну площу контакту, що дозволяє підвищити точність і спростити процедуру вимірювання Поставлена задача в заявленому пристрої вирішується тим, що він містить два контактуючих зразки і силову установку, згідно винаходу, один із зразків виконаний у виді п'єзотрансформатора, пристрій обладнаний генератором імпульсів, підключеним до вхідної системи електродів п'єзотрансформатора, узгоджувальним пристроєм, підключеним до вихідної системи електродів п'єзотрансформатора, а також дискримінатором, підсилювачем-обмежувачем і лічильником коливань Кожна з вказаних ВІДМІННИХ ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату Технічним результатом даного винаходу є підвищення точності пристрою і спрощення процедури проведення вимірювання Винахід пояснюється кресленнями, де - на фіг 1 показана структурна схема пристрою , - на фіг 2 - осцилограма на виході п'єзотрансформатора у відсутності статичної сили(Р=0), на фіг З осцилограма на виході п'єзотрансформатора при дії статичної сиnn(F=500H) Запропонований пристрій (фіг 1) містить контактуючи зразки 1, 2 і силову установку 3, генератор імпульсів 4 і узгоджувальний пристрій 5, дис 00 ю 58791 кримшатор 6 і підсилювач-обмежувач 7, лічильник коливань 8 Зразок 1 виконаний у вигляді п'єзотрансформатора з вхідною 9 і вихідною 10 системами електродів Генератор імпульсів 4 підключений до вхідної системи електродів 9 п'єзотрансформатора 1, а лічильник 8 - до вихідної системи електродів 10 п'єзотрансформатора 1 Пристрій працює наступним чином Генератор імпульсів 4 збуджує ВІЛЬНІ (затухаючи) коливання в п'єзотрансформаторі Затухання в п'єзотрансформаторі залежить як від втрат у п'єзотрансформаторі (внутрішнє тертя), так і від ультразвукових втрат (випромінювання) у зразок 2 Ці втрати залежать прямо пропорційно від фактичної площі контакту Внутрішнє тертя п'єзокераміки від тиску практично не залежить (див/ Известия Вузов СССР, Физика, № 5, 1976) Приклад конкретного застосування У конкретному випадку використовувався п'єзотрансформатор з п'єзокераміки ЦТС-19, 0 ^8 і товщиною 15 мм Зразок з латуні Л63, 038 і товщиною 15 мм Генератор імпульсів Г5-67 створював прямокутні імпульси тривалістю Тр/4, де Тр - період резонансних коливань п'єзотрансформатора (fp=53 кГц) Зменшення тривалості імпульсів Ти менше Тр/4 зменшувало чутливість При перевищенні тривалості Ти>Тр/4 спотворювалась форма вільних коливань Тому рівність тривалості імпульсів Ти чверті періоду резонансних коливань варто вважати оптимальною Число коливань вимірювалось лічильником, у якості якого використовувався частотомір 43-57 Результати вимірювань приведені на фіг 2 (F=0) і фіг 3 (силова установка створює зусилля F=500 H) Експериментальне встановлено, що саме таке виконання пристрою дозволяє підвищити точність вимірювання до 12 % для прототипу і до 4 % для пристрою, що заявляється і спростити процедуру вимірювання Фіг.З Фіг.2 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна