智能加载激光洛氏硬度标准装置C标尺力值加载系统的控制

陶继增，石伟，王丽

(中航工业北京长城计量测试技术研究所，北京100095)

0 引言

洛氏硬度是一个试验量。2006年国际硬度工作组第8 次国际会议通过了对改善洛氏硬度试验C 标尺定义中所有参数的初步确定，通过完善定义和参数的准确控制，要求施加主试验力时的速度应可调节，要求末速度Vfis应缓慢变更至30 μm/s，以减少速度的冲击影响。特别增加了试验过程中间环节控制的参数控制描绘曲线，来减小各国间洛氏硬度最高标准测量的差异，提高量值传递的整体水平，从而实现了洛氏硬度的新定义。

目前，我国的洛氏硬度标准装置采用静重砝码方式完成试验力值的加卸荷，不具有全程监测试验力和压痕深度变化的能力，也无法实现主试验力加载过程中变速的要求。本项目静重砝码靠伺服电机的驱动完成洛氏硬度试验的加、卸荷过程，控制系统实时检测安装于主轴上的力值传感器信号，以及用于测量主轴的运行速度与行程的激光干涉仪的信号，不但实现试验过程中试验力值和压痕深度变化的监测要求，而且根据以上两路反馈信号，按照洛氏硬度新定义草案的参数要求来控制电机的运行速度，可以达到主试验力加载过程中的变速要求。

1 控制原理

图1 和图2 分别是洛氏硬度新定义中给出的HRC试验过程中力-时间和压痕深度-时间曲线;表1 是试验过程参数含义及要求［2-3］。

洛氏硬度自动控制试验原理图如图3所示。

控制系统通过控制伺……