基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，包括：在划痕测试仪的z轴电机加载平台中集成压电驱动补偿模块；安装高精度的力传感器，并对其进行校准；恒载荷划痕测试的初始阶段，z轴电机加载平台线性加载至预设的指定载荷；达到指定载荷时，开始进行划痕测试，此时压电驱动补偿模块根据实时采集到的载荷数据，并通过PID控制程序，动态调整输出；达到指定划痕长度时，z轴电机加载平台开始执行卸载运动；对改进后的划痕测试仪进行性能验证，确保在不同测试条件下都能达到最佳的补偿效果。通过采用本发明专利技术的方法，可有效解决由于电机固有特性所引起轴向力剧烈波动的问题，从而为材料的划痕测试提供了可靠的技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料力学性能评估设备的开发与应用领域，具体涉及基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法。本专利技术操作便捷，为材料测试提供了一个可靠的测试环境，并在不同测试条件下都能达到最佳的补偿效果。在材料力学性能测试设备等方面具有广泛的研究价值和应用前景。

技术介绍

1、划痕测试技术是材料表面性能评估领域中的一项核心检测技术，这种测试方法可以揭示材料的硬度、韧性、附着力以及其他表面特性。在进行划痕测试时，测试材料可能表现出的力学性能非均质性(例如多相复合材料)、表面缺陷或由于装夹不当导致材料倾斜等问题，因此需要轴向加载平台必须具备迅速的位移响应能力，以适应这些复杂多变的测试条件。然而传统的划痕测试仪通常依赖于电机驱动的机械系统来实现载荷的施加和划痕路径的控制。这些系统在实际应用中常常面临两个主要问题：滚珠丝杠轴向传动系统的微米级间隙和电机的毫秒级响应时间延迟。这两个问题相互作用，导致了轴向力无法快速得到补偿，进而引起了轴向力产生较大的波动，从而影响了测试结果的准确性和重复性。

2、为了克服这些技术障碍，提高划痕测试的精确度和可靠性，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，其特征在于：在划痕测试仪的z轴电机加载平台上集成压电驱动补偿模块，实现了从传统电机驱动到压电驱动的高效补偿转换；配备高精度的力传感器实时监测并校准载荷数据，确保了测试数据的准确性与可靠性；在恒载荷划痕测试过程中，电机按预设划痕参数线性加载至指定载荷，随后进入划痕阶段，此时压电驱动补偿模块依据实时数据通过PID控制程序进行动态调整，从而实现轴向力的快速且精确补偿；所述方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，其特征在于：步骤一所述的集成在z轴电机加载平台上的压电驱动...

【技术特征摘要】

1.基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，其特征在于：在划痕测试仪的z轴电机加载平台上集成压电驱动补偿模块，实现了从传统电机驱动到压电驱动的高效补偿转换；配备高精度的力传感器实时监测并校准载荷数据，确保了测试数据的准确性与可靠性；在恒载荷划痕测试过程中，电机按预设划痕参数线性加载至指定载荷，随后进入划痕阶段，此时压电驱动补偿模块依据实时数据通过pid控制程序进行动态调整，从而实现轴向力的快速且精确补偿；所述方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，其特征在于：步骤一所述的集成在z轴电机加载平台上的压电驱动补偿模块，具有响应快、精度高和结构简单等优点；该模块由柔性铰链、压电叠堆和楔形块所构成，并将压头安装在压电驱动补偿模块的输出端，用于进行划痕的测试。

3.根据权利要求1所述的基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，其特征在于：步骤二所述的高精度的力传感器为三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，王博，吴浩翔，何贵浩，倪永淳，安鸿，刘通，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：