Измерительно-силовая головка для наноиндентирования

Полезная модель относится к области измерительной техники, в частности, к неразрушающему контролю объектов, и может быть использована для технической диагностики конструкций, при контроле металлов и сплавов, а также для исследования физико-механических свойств различных материалов (от твердых сплавов до мягких биологических) с использованием методов наноиндентирования. Представляет собой систему контролируемого внедрения алмазного индентора в поверхность твердого тела под действием плавно изменяемой нормальной нагрузки Р на глубину h от единиц нм до сотен мкм при отсутствии горизонтального смещения координатного стола с образцом или измерения латеральной компоненты нагрузки с точностью до 3 мкН при горизонтальном контролируемом перемещении координатного стола по координате Х, при этом контроль над нормальной компонентой силы нагружения осуществляется измерением силы тока в обмотке катушки (сила пропорциональна току), а измерения латеральной компоненты нагрузки на шток осуществляется оптическим датчиком смещения штока. Силовая ячейка измерительно-силовой головки выполнена по магнитоэлектрической схеме и ее основой является составной вертикальный шток с закрепленной на нем катушкой, которая помещается в магнитное поле постоянного кольцевого магнита, неподвижно закрепленного в корпусе головки, в которой на одном конце штока закреплен сменный индентор, а на противоположном – шторка оптического преобразователя перемещений, что обеспечивается подвесом на фигурных пружинах. Оптический преобразователь измерителя перемещения выполнен по дифференциальной схеме с использованием четырех-секционного фотопреобразователя и лазерного диода в качестве источника излучения, в предварительном усилителе выполняются операции преобразования светового потока в напряжение, определение их суммы и разности по всем каналам, предварительное усиление и нормирование. Измерительно-силовая головка является основным модулем (устройством) для проведения микро- и наноиндентирования. Устанавливается на инструментальный микроскоп ИМЦЛ 150х70, микротвердомер ПМТ-3М с помощью специального крепления или на другую базовую платформу, имеющую одно или двухкоординатный предметный столик для крепления образцов. Устройство для контроля объектов позволяет проводить многопараметровое тестирование металлов, сплавов, сварных швов.