[发明专利]用于求取压头压入运动到试样表面内时的测量信号的测量装置、测量组件和方法

说明书

本发明涉及用于检测压头(41)到试样(14)的表面内的压入运动期间的测量信号的测量设备、测量组件和方法，尤其用于硬度测量，或者用于求取试样(14)的表面的耐刮强度，或者用于检测压头(41)在试样(14)的表面上扫描运动期间的测量信号、尤其用于求取表面粗糙度，测量设备具有壳体(47)，该壳体具有力产生装置(44)，该力产生装置与压头(41)作用连接，用于产生压头(41)沿着压头(41)的移动轴线(48)的移动运动，并且操控压头(41)到试样(14)的要测试的表面内的压入运动或者将压头(41)定位在试样(14)的表面上用于扫描，并且测量设备具有至少一个第一测量装置(78)，用于测量到试样(14)的表面内的压入深度或者压头(41)在试样(14)的表面上的扫描运动期间沿着其移动轴线(48)的移动运动，其中，力产生装置(44)借助于磁力操控压头(41)的移动运动。

技术领域

本发明涉及用于检测在压头到试样表面内的压入运动期间的测量信号而且用于求取试样的表面的耐刮强度以及用于求取试样的表面粗糙度的一种测量设备以及一种测量组件和一种方法。

背景技术

从DE 699 17 780 T2已知用于测量试样的表面的耐刮强度的一种测量装置以及一种方法，所述测量装置具有用于接收试样的测量台以及用于将测量设备从初始位置转移到测量位置中的手操纵装置。此外设置有控制装置，在将试样安放在要测试的表面上之后，通过所述控制装置使测量设备不但操控测量台沿着一轴线的移动运动而且操控压头的压入运动，从而在测量台的移动运动期间压头压入到试样的表面内。

为了操控压头在安放在试样的表面上之后的压入运动，测量设备具有压电的致动器，该压电的致动器加载第一保持板，所述第一保持板能够借助于两个板簧对上下运动。所述保持板接收另外的板，该另外的板又能够上下运动地被两个板簧对支承，其中，压头布置在这个板中。在保持板和接收压头的板之间设置有测量设备，所述测量设备测量压入行程。此外，在其旁边布置有用于求取法向力的测量设备。

该测量设备具有下述缺点：在压电的致动器和压入尖端之间设置有结构上较昂贵并且较沉重的、由保持板而且由接收压头的板以及由分别选择用于支承的板簧对组成的结构。由此，不仅需要大的安装空间，而且压电的驱动装置也相应地大地设计，以便施加用于操控压入运动的力。此外，该测量设备由于昂贵的和结构性的构造而是迟钝的。此外，测量设备由于压头借助于高精准的压电的致动器操控而成本密集。

发明内容

基于本发明的任务是：实现一种测量设备，用于检测在压头到试样的表面内的压入运动期间的测量信号、尤其用于求取试样的表面的耐刮强度，或者用于检测压头在试样的表面上的扫描运动期间的测量信号、尤其用于求取试样的表面粗糙度的，以及实现一种测量组件而且也实现一种用于求取压头的压入运动期间的测量信号、尤其用于求取试样的表面的耐刮强度或者用于求取压头的扫描运动期间的测量信号的方法，由此，实现提高的测量准确性和成本降低。

基于本发明的任务通过一种具有压头和力产生装置的测量设备解决，压头与所述力产生装置作用连接，在该测量设备中，压头压入到试样的要测量的表面内或者扫描试样的要测量的表面。为了测量压入深度或者表面粗糙度，设置至少一个测量装置。压头的压入运动或者压头的扫描运动能够通过力产生装置借助于磁力操控。这样的力产生装置包括驱动装置和磁性传递装置，在所述磁性传递装置中，借助于磁力操控压头的压入运动或者扫描运动，使用所述力产生装置具有下述优点：提供驱动装置和压头的实体的去耦合。由此实现从驱动装置到压头上的无摩擦的力传递。此外，在磁力中的改变被直接地转化为压头到试样的表面内的压入运动或者转化为用于压头的扫描运动的接触力。因此，磁力的增加意味着用于压头的力的直接增加并且反之亦然。因此，通过力产生装置的具有磁力的构型实现压头的压入运动的无迟滞的操控。此外，能够通过力产生装置排除温度影响。此外，也排除另外的不利影响，因为磁力不是能压缩的。通过能无迟滞地操控的力传递能够设置用于压头的扫描运动的压入力或者接触力的准确的调节和/或高的重复性。此外，能够实现力产生装置的质量降低的布置。这样的力产生装置也具有下述优点：能够使一次地调节的磁力保持恒定。