压痕测试仪制造技术

本发明专利技术公开了一种压痕测试仪。能够调节更换压头时由压头的个体差异造成的垂直方向上的位置漂移的压痕测试仪包括调节装置。调节装置调节位移传感器移动部分和位移传感器固定部分的垂直方向的相对位置。调节装置包括第一中空盘，其底部表面具有螺旋状表面；和第二中空盘，其顶部表面形成有螺旋状表面。第二中空盘的螺旋状表面的螺纹与第一中空盘的螺旋状表面的螺纹相等同。第一中空盘放置在第二中空盘上使得第一中空盘的底部表面覆盖在第二中空盘的顶部表面上。第一中空盘和第二中空盘能够绕压头柱的中心轴旋转。

【技术实现步骤摘要】
压痕测试仪相关申请的交叉引用本申请主张享有美国法典第35篇第119条(35U.S.C.§119)下的2012年5月31日提交的日本申请No.2012-123893的优先权，其内容在此通过引用整体并入本专利技术。
本专利技术涉及压痕测试仪。
技术介绍
通常地，公知的材料试验装置中压痕测试仪通过将压头柱压入试样表面来形成压痕，压头柱在其最前端具有压头。然后压痕测试仪通过位移计量器测量压痕深度(压头的位移量)。根据位移量和放置于压头上的载荷之间的关系，压痕测试仪测量试样的物理参数值，如硬度。(参见，例如，日本专利公开No.2009-156688)采用上述的压痕测试仪，例如材料测试方法(仪器化的压痕测试)评价压头产生的纳米压痕的压痕深度。在该材料测试方法中，为了消除压痕测试仪装置本体或试样夹的弹性形变带来的影响，采用试样表面作为基线的测量方法对于压痕深度的测量是有效的。然而，由于测量压痕深度的装置的极高灵敏度，基线位置有一非常小的范围。仅由于在压头柱上安装新的压头，由于压头的高度会随着每个压头的个体差异变化，导致了垂直方向上的位置漂移。从而，当压痕测试在更换压头后进行时，存在最大压痕深度的测量可能达不到满意程度或可能有分辨率下降的风险。因此，当压头到达试样表面时，为了使得压头联接头(与压头联接)位于垂直方向的压头位置检测器(其测量压痕深度)的基线位置，当更换压头时，压头或接触器上的安装表面必须重新调节或必须插入垫片。因而更换压头的操作需要耗费时间且也可能增加成本。
技术实现思路
本专利技术提供了一种压痕测试仪，其能够简单、廉价地调节更换压头时由于压头的个体差异造成的垂直方向位置漂移。本专利技术的一个方面提供了一种压痕测试仪，包括：压头柱，压头联接头，载荷施加装置，压头基准部，压头位置检测器，压力支架，压头基准部驱动器和测量器。压头柱在其最前端装有压头。压头联接头固定在压头柱上并与压头联接。载荷施加装置在压头柱的轴向上移动压头柱并通过压头对试样施加预先确定的测试力。压头基准部是压头最前端的定位基准。压头位置检测器与压头基准部联接并检测压头联接头的位移量。压力支架包括安放在压力支架下部的压头基准部和安放在压力支架上部的压头位置检测器。压头基准部驱动器在压头柱的轴向上移动压头基准部。当压头基准部和试样表面之间保持接触状态时测量器沿轴向移动压头柱。然后当压头接触试样表面，压靠于试样时，测量器测量所形成的压痕深度。压痕深度通过压头位置检测器检测压头联接头的位移量测得。压痕测试仪进一步包括调节装置，其调节压头联接头和压头位置检测器之间垂直方向的相对位置。调节装置包括第一中空盘和第二中空盘。第一中空盘包括在底部表面上形成的螺旋形表面。第二中空盘包括在顶部表面上形成的螺旋形表面，第二中空盘的螺旋形表面具有与第一中空盘的螺旋形表面螺纹相等同的螺纹。第一中空盘放置在第二中空盘上，使得第一中空盘的底部表面覆盖在第二中空盘的顶部表面上。第一中空盘和第二中空盘可以绕压头柱的中心轴旋转。本专利技术的另一方面是一种压痕测试仪，其中在靠近压头基准部的圆周外表面附近形成可放置调节装置的座面。另外，第一中空盘的顶部表面与压力支架的底部表面相接触，且第二中空盘的底部表面与压头基准部的座面接触。本专利技术的另一方面是一种压痕测试仪，其中在靠近与压头柱底部表面接触的压头一部分的圆周外表面附近形成可放置调节装置的座面。另外，第一中空盘的顶部表面与压头柱的底部表面接触，且第二中空盘的底部表面与压头的座面接触。本专利技术的另一方面是一种压痕测试仪，其中第一中空盘和第二中空盘中的一个包括导引部分，用于导引另一中空盘的旋转。本专利技术的另一方面是一种压痕测试仪，其中第一中空盘和第二中空盘中的一个的圆周外表面包括第一指示器，其指示中空盘在旋转方向上的位置。另外，另一中空盘的圆周外表面上包括第二指示器，其指示调节装置的高度的变化量。本专利技术能够容易地实现调节操作，当压头位于试样表面时，其使得压头联接头定位于压头位置检测器的垂直方向的基线位置。另外，本专利技术能够容易和廉价地实现对在更换压头时由于压头的个体差异带来的垂直方向的位置漂移的调节。附图说明借助于本专利技术的示范实施例的非限制性示例和所示的多幅附图，本专利技术在以下具体说明中更进一步描述，其中在全部图中，相同的附图标记代表相同的部件，其中：图1是根据本专利技术第一实施例的压痕测试仪的局部截面的侧视图；图2是根据第一实施例的压痕测试仪的杆部分的顶视图；图3是图2中沿III-III线的截面示例图；图4A和4B示出了根据第一实施例的压痕测试仪的调节装置；图5是根据第一实施例的压痕测试仪的主要部件的方框图；图6是根据本专利技术第二实施例的压痕测试仪的主要部分的截面侧视图；图7是根据第二实施例的压痕测试仪的主要部件的方框图；图8是图3中所示的压痕测试仪的可选示例的截面图；图9是调节装置的可选示例的截面图；和图10是图3所示的压痕测试仪中的压头位移传感器的可选示例的截面图。具体实施方式这里所示的细节是通过示例方式和仅用于对本专利技术实施例的说明性描述的目的，并且是为了提供被认为最有效和容易地理解本专利技术的原理和概念的介绍。在这点上，对超过本专利技术的基本理解的更多细节进行结构细节的公开是不必要的，附图的描述使得所属
的技术人员能够实施这些实施例。下文中，本专利技术的实施例参考附图进行描述。(第一实施例)根据第一实施例的压痕测试仪100是杆型仪器化压痕测试仪，其能够连续地监控施加到压头4的测试力(载荷)和压头4的压痕深度。如图1－5所示，压痕测试仪100包括测试仪主体1，其施加测试力到试样S；控制器200，其控制测试仪主体1的各部件；显示器300；和操作器400。测试仪主体1包括，例如：基台2，其上放置试样S；载荷杆3；压头柱41；位移传感器移动部分5a(压头联接头)；第一执行电动机6(载荷施加装置或载荷施加器)；基准杆7(压力支架)；接触器8(压头基准部)；调节装置(调节器)9；位移传感器固定部分5b(压头位置检测器)；第二执行电动机10(压头基准部驱动器)；制动器12；和控制器200，其控制测试仪主体1的各部件。载荷杆3可旋转地、轴向地支撑于支柱30上，其放置于压痕测试仪100的基座101上。压头柱41的最前端装有压头4，并且安装于载荷杆3的第一端的下部。位移传感器移动部分5a(压头联接头)安装于载荷杆3的第一端的上部，并且当其从上方看时为环形。第一执行电动机6(载荷施加装置或载荷施加器)安装于载荷杆3的第二端。基准杆7(压力支架)可旋转地且轴向地支撑于支柱30上。接触器8(压头基准部)可拆卸地与基准杆7的第一端的下部相连接。调节装置9安装在接触器8的圆周外表面上。位移传感器固定部分5b(压头位置检测器)安装在基准杆7的第一端的上部，且当从上方看时其为环形。第二执行电动机10(压头基准部驱动器)安装在基准杆7的第二端。制动器12与基准杆7的第二端接触。基台2安装在基座101的上表面，且包括试样夹持台2a，上面放置试样S，和用来调节试样S位置的XYZ台架2b。试样S放置于压头4下面的试样夹持台2a上，这样当载荷杆3旋转时压头4会压靠于试样S。另外，试样S支撑于试样夹持台2a上，这样在测试和测量中试样S不会滑动。XYZ台架2b配置成根据控制器200输入的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压痕测试仪，包括：压头柱，在压头柱的最前端装有压头；固定在压头柱上并与压头联接的压头联接头；载荷施加装置，配置成在压头柱的轴向上移动压头柱并进一步配置成利用压头对试样施加预先确定的测试力；压头基准部，配置成为压头最前端的位置定位；压头位置检测器，与压头基准部联接并构造成检测压头联接头的位移量：压力支架，其中压头基准部安放在压力支架下部，并且其中压头位置检测器安放在支架上部；压头基准部驱动器，配置成在压头柱的轴向上移动压头基准部；和测量器，配置成当压头基准部和试样表面之间保持接触时沿轴向移动压头柱，测量器进一步配置成当压头接触试样表面，压靠于试样时，测量器其后测量所形成的压痕深度，其中压头位置检测器配置成通过检测压头联接头的位移量测量压痕深度；调节器，配置成调节压头联接头和压头位置检测器之间垂直方向的相对位置关系，调节器包括：具有在其底部表面形成的第一螺旋的第一中空盘；和具有在其顶部表面形成的第二螺旋的第二中空盘，第二螺旋的螺纹与第一螺旋的螺纹相等同，其中：第一中空盘放置在第二中空盘上，使得第一中空盘的底部表面覆盖在第二中空盘的顶部表面上，且第一中空盘和第二中空盘配置成绕压头柱的中心轴旋转。...

【技术特征摘要】
2012.05.31 JP 2012-1238931.一种压痕测试仪，包括：压头柱，在压头柱的最前端装有压头；固定在压头柱上并与压头联接的压头联接头；载荷施加装置，配置成在压头柱的轴向上移动压头柱并进一步配置成利用压头对试样施加预先确定的测试力；压头基准部，配置成为压头最前端的位置定位；压头位置检测器，与压头基准部联接并构造成检测压头联接头的位移量；压力支架，其中压头基准部安放在压力支架下部，并且其中压头位置检测器安放在支架上部；压头基准部驱动器，配置成在压头柱的轴向上移动压头基准部；和测量器，配置成当压头基准部和试样表面之间保持接触时沿轴向移动压头柱，当压头接触试样表面，压靠于试样时，由压头在试样中留下压痕，其中压头位置检测器配置成通过检测压头联接头的位移量测量压痕深度；调节器，配置成调节压头联接头和压头位置检测器之间垂直方向的相对位置关系，调节器包括：具有在其底部表面形成的第一螺旋的第一中空盘；和具有在其顶部表面形成的第二螺旋的第二中空盘，第二螺旋的螺纹与第一螺旋的螺纹相等同，其中：第一中空盘放置在第二中空盘上，使得第一中空盘的底部表面覆盖在第二中空盘的顶部表面上，且第一中空盘和第二中空盘配置成绕压头柱的中心轴旋转。2.根据权利要求1的压痕测试仪，其中：压头基准部包括在压头基准部的外圆周表面上的座面，该座面配置成在其上放置调节器，第一中空盘的顶部表面接触压力支架的底部表面，且第二中空盘的底部表面接触压头基准部的座面。3.根据权利要求1的压痕测试仪，进一步包括座面，配置成在其上放置调节器，座面形成得紧挨压头的一部分的圆周外表面，所述压头的一部分的圆周外表面与压头柱底部表面接触，其中：第一中空盘的顶部表面与压头柱的底部表面接触，且第二中空盘的底部表面与压头的座面接触。4.根据权利要求1的压痕测试仪，其中第一中空盘和第二中空盘中的一个中空盘包括导引装置，第一中空盘和第二中空盘中的另一个中空盘的旋转由该导引装置导引。5.根据权利要求2的压痕测试仪，其中第一中空盘和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：古田英二，泽健司，
申请(专利权)人：株式会社三丰，
类型：发明
国别省市：