[实用新型]摩擦接触面温度测量系统

说明书

技术领域

本实用新型基于压电粘滑驱动器系统，开发了摩擦接触面的温度测量装置，主要技术涉及了机械结构设计、温度传感器的安装和数据采集与处理系统，属于微位移驱动器、微热和高分辨率温度测量技术领域。

背景技术

压电粘滑驱动器是基于压电材料的压电效应和粘滑原理的一种微位移驱动器。研究表明，压电粘滑驱动器具有响应速度快、分辨率高、行程大、结构简单紧凑、易于小型化等特点，是目前公认的能够同时具备高分辨率(几个纳米)和大行程(几十厘米)的微位移驱动器之一。压电粘滑驱动器的研究已经涉及到汽车、机床、医药、光学仪器等广阔的领域，是最具发展潜力的微位移驱动器之一。

然而，我们前面的研究工作表明压电粘滑驱动器在长时间运行时，压电材料自热效应和相对位移产生的摩擦升热效应会引起驱动器温度升高，并进一步导致驱动器运行性能的改变。特别是当温度升高时，驱动器输出位移的变化直接导致压电粘滑驱动器定位精度的下降。尤其当低电压驱动时(几伏)，这种影响更加显著。这种热效应极大地影响了压电粘滑驱动器进一步的应用推广，尤其是在高精度、高频率、重载、长时间工作的领域。因此，我们迫切需要开发一种温度测量系统来测量压电粘滑驱动器在长时间工作过程中温度的变化。然而，由于压电粘滑驱动器尺寸小、结构紧凑、发热量小等条件的限制，如何开发一种可以测量摩擦表面间的温度以及如何在发热量小的情况下实现温度的高分辨率测量就成为了必须要解决的问题。

可是，目前的温度测量装置都不适合进行前述情况下的温度测量。在中国专利CN2752738Y中公告的由温度传感器、时钟芯片和单片机等组成的动态温度测量装置适合于人体温度的动态测量，但是温度传感器安装于外壳内部，通过外壳外表面的触点进行温度测量，这种设计增大了安装测温装置所需的空间。中国专利CN2929679Y中公告的温度测量装置由铂电阻探头、放大器和恒流源等组成，该装置可以实现大范围测温情况下系统仍能具有良好的线性输出，但没有考虑到测温系统的滤波和系统偏置补偿功能。而且，前面二种温度测量装置均不适用于接触面的温度测量。中国专利CN2938049Y中公告了一种可以测量接触面温度的测量装置，由两根热偶丝和数据采集系统组成。该装置的缺点在于两根热偶丝的工作端靠近但不接触接触面，导致实际测量的温度是接触面周围空气的温度而非接触表面的真实温度，从而导致测量结果的不准确。而且，该测温装置没有考虑到如何防止热量散失，因此也不适用于微热系统的小范围温度测量。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是，为压电粘滑驱动器设计一种温度测量装置，该装置既不影响驱动器的正常工作，又兼顾到系统安装与再装配的良好操作性，并考虑到如何减少外部环境对压电粘滑驱动器这一微热系统的热影响，从而可以长时间地监测驱动器在工作中摩擦表面温度微弱变化的情况。

本实用新型的技术方案如下：

一种摩擦接触面温度测量系统，其特征在于，所述的系统包括一个压电粘滑驱动器、置于压电粘滑驱动器中的温度传感器以及一个将压电粘滑驱动器放置其中的隔热箱；所述的压电粘滑驱动器为：压电元件1两端分别粘接在固定板3、4，上，其中固定板3与支撑装置2通过螺栓相连，固定板4与凹槽状工作台5通过螺栓相连，工作台5形成凹槽的两个侧壁与水平面呈45°，两片厚度为0.003英寸的铜片作为摩擦片8、9分别安装在工作台5凹槽的两个侧壁上，摩擦片8、9中间放置一个可沿两摩擦片来回运动的终端输出器10，终端输出器10上面安装一个用来调节终端输出器10与工作台5间压力的重块7；在工作台5凹槽的一个侧壁上，沿平行于摩擦片8方向加工一条宽3毫米、深3毫米的槽道11，温度传感器12紧贴摩擦片8设置在槽道11内，传感器引线13引出槽道11外；将安装有温度传感器12的电粘滑驱动器置于隔热箱14内，箱盖15上设置一导线孔16，海绵17、18将导线孔16密封。

进一步改进的方案为：

在上述摩擦接触面温度测量系统中，在摩擦片9所在的凹槽侧壁上，沿平行于摩擦片9方向有一条宽3毫米、深3毫米的槽道11，温度传感器12粘结在摩擦片9上，引线从槽道11中引出。

在上述摩擦接触面温度测量系统中，在摩擦片8、9所在的凹槽侧壁上，各有一条以上所述槽道11，每个槽道中各设置一温度传感器12。

在上述摩擦接触面温度测量系统中，在隔热箱的箱盖15上设置有导线孔16，密封海绵17、18，夹紧框架19。