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现代表面洛氏硬度计多采用高精度位移传感器测量压痕深度,分辨率应达到0.1μm。电感式或光栅式传感器是常见选择,需具备良好的温度稳定性和抗干扰能力。传感器安装时应确保测量轴线与压头运动轴线重合,偏心误差≤0.005mm。硬度值计算基于初始位置、初试验力位置和主试验力卸载后的位置三个测量点。测量系统需采用数字滤波技术除机械振动和电子噪声的影响,采样频率不低于1kHz。对于自动硬度计,应具备自动识别压痕位置的功能,排除试样表面粗糙度的影响。
使用标准硬度块对测量系统进行校准,标准块的硬度值覆盖仪器量程的高、中、低三段。每次校准需在不同位置进行至少5次测试,单次测量值与标准值偏差不过+1.0HR, 5次平均值惼差不过+0.5HR。定期使用台阶规验证深度测量系统的线性度,误差应+0.2um。硬度计机架应采用高强度铸铁或合金钢制造,并进行充分的时效处理以消内应力。结构设计需保证足够的刚性,整机固有频率应远离常见的机械振动频率。防震装置可隔离环境振动,提高测试稳定性。现代电子硬度计多采用32位ARM处理器或工业PC作为控制核心,措配24位高精度AD转换器。系统应具备实时操作系统或用硬件逻辑,确保力值控制和数据采集的实时性。触摸屏人机界面需提供直观的操作体验和丰富的测试数据显示功能。
控制软件应实现测试流程自动化,包括自动加载、保载计时、卸载和测量。数据处理功能包括单次测量、多次测量统计、数据存储和导出。功能可包括硬度分布曲线、硬化层 深度分析等。软件需符合标准的要求。
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