試驗機(jī)工作原理單片機(jī)驅(qū)動芯片L298N輸出頻率及占空比連續(xù)可調(diào)的方波信號作用到直流電機(jī)兩端，從而實現(xiàn)電機(jī)以連續(xù)可調(diào)的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。直流電機(jī)帶動摩擦轉(zhuǎn)盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動，摩擦載荷通過砝碼從上端施加，鋼球作為上試件裝在特制的夾頭中固定不動，下試件隨同轉(zhuǎn)盤一起勻速或變速旋轉(zhuǎn)，這樣便實現(xiàn)了鋼球與試件間的滑動摩擦。利用光電碼盤反饋電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，同時利用單片機(jī)實現(xiàn)速度閉環(huán)控制。摩擦力通過壓力傳感器檢測并最終傳輸給計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及繪制摩擦系數(shù)曲線。

為了獲得摩擦磨損過程中摩擦副的等效電阻信息，設(shè)計了動態(tài)電阻監(jiān)測系統(tǒng)，如所示。當(dāng)摩擦接觸區(qū)的阻值R＜＜R1時，摩擦副兩端的分壓幾乎為零，造成采集到的分壓1信號很難識別。在摩擦副系統(tǒng)中引入電阻R2的目的是使等效電阻分壓信號升高、使計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)更為有效。在摩擦過程中測試摩擦副系統(tǒng)的實時分壓U1即可得到待測試樣在整個摩擦磨損過程中摩擦接觸區(qū)的電阻特性變化曲線。將一直流方波電壓U施加在摩擦副等效電阻和嵌位電阻R1和R2組成的電阻系統(tǒng)兩端，已知R1和R2的阻值。

實時數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)試驗過程中摩擦力通過杠桿傳遞給壓力傳感器，傳感器使感應(yīng)到的力信號轉(zhuǎn)化為電壓信號進(jìn)行輸出，經(jīng)線性放大后轉(zhuǎn)化為可供A/D接收的0～5V電學(xué)信號。其結(jié)構(gòu)框圖如所示。線性放大電路 12V、－12V雙電源驅(qū)動LM358芯片，壓力傳感器輸出信號經(jīng)兩個反相閉環(huán)放大器后使輸出電壓信號滿足單片機(jī)采集要求。同時，為增加電路抗負(fù)載特性，特用LM358對輸出信號進(jìn)行電壓跟隨。信號放大倍數(shù)可通過調(diào)節(jié)電位器來改變。隨后經(jīng)單片機(jī)處理并通過RS-232串口數(shù)據(jù)總線將測試結(jié)果傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)接收數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行處理、繪制曲線。試驗機(jī)控制及測試系統(tǒng)單片機(jī)控制系統(tǒng)在本試驗機(jī)中，單片機(jī)是系統(tǒng)的核心控制單元。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制及反饋調(diào)節(jié)，多路數(shù)據(jù)采集繪圖及存儲均由計算機(jī)和單片機(jī)相互作用來完成，其中單片機(jī)控制系統(tǒng)電路如所示。

為該試驗機(jī)對微弧氧化陶瓷薄膜進(jìn)行摩擦磨損實驗的運(yùn)行界面，其中法向載荷為2N，轉(zhuǎn)速50r/min，轉(zhuǎn)動半徑4mm.實驗過程中，數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)實時顯示摩擦系數(shù)和摩擦副等效電阻特性隨時間的變化曲線，同時使采集到的實驗數(shù)據(jù)以文本格式保存在計算機(jī)中，數(shù)據(jù)的即時存儲大大方便了研究者對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用、比較及分析。多功能摩擦磨損試驗機(jī)利用上述硬件和軟件組合的摩擦磨損試驗機(jī)如所示。設(shè)備長寬高分別為400mm×300mm×400mm.通過運(yùn)行，摩擦機(jī)性能穩(wěn)定，使用方便。

結(jié)論本摩擦磨損試驗機(jī)不僅能實時測試動態(tài)摩擦系數(shù)，而且能在線測量摩擦副等效電阻分壓，兩者的結(jié)合從多種角度反映了對偶膜副摩擦磨損過程GUI人機(jī)交互圖形化系統(tǒng)顯著提高了試驗機(jī)的自動化程度和人機(jī)交互性。經(jīng)測試，該試驗機(jī)滿足使用要求，工作穩(wěn)定，性能可靠。 。同時在不減弱試驗機(jī)性能的基礎(chǔ)上，單片機(jī)的運(yùn)用不僅很大程度上降低了設(shè)備成本，而且大大減化了系統(tǒng)控制電路。http://m.baalbeckpalmyrahotel.com/