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超声硬度计测试方法基本原理


文章来源:北京联合盛朝技贸有限公司

 

  超声波硬度计传感器工作原理

  传感器由压电晶体、励磁线圈、传感器杆、金刚石锥体等组成,传感器杆一端与一个大质量刚体固定在一起,另一端镶有金刚石锥体压头。当压头与被测件不接触 时(如图1a所示),处于自由振动状态,此时,传感器杆的固定端将是振动的波节点,压头端由于振幅最大而成为振动的波腹点,杆的长度等于振动波长的 1/4,此时的频率就是传感器杆的自由振荡频率。当传感器杆的压头端完全被试件夹紧时(如图1c理想情况下传感器杆的两端都将成为振动的波节点,杆的长度 等于振动波长的1/2,此时的频率是压头端处于自由状态时的两倍。当压头压到被测件上时,则处于上述两种情况之间,在固定负荷作用下,对于弹 性模量相同的试件,硬度愈低,压痕愈深,振动的波长越小,杆的振动频率就越高。通过测量传感器杆振动频率的变化即可确定被测件的硬度。需要指出的是, 试件的弹性模量不同,也会影响传感器杆的振动状态,因此被测试块的弹性模量应与校准用的标准试块一致,以保证测试精度。),

  测头的激励振荡源及输出信号处理

  这是一个标准的正反馈振荡器,BG2输出的振荡电流流过测头中的线圈,产生的交变磁场推动传感器杆振动,杆的振动又作用在压电陶瓷上,由压电陶瓷输出一 个经过“放大”的电信号(正弦信号),再正反馈到BG1,形成自激振荡。电路起振后,振荡频率主要由传感器中的杆负荷及弹簧弹性系数决定。

  测头的输出信号是峰值约为0.4V的近似正弦波信号,经放大整形后送入89C的T0端计数,以计算该频率,数据处理后即可得到被测硬度值。