[发明专利]一种摆式摩擦系数测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及测控技术领域，具体而言，涉及一种数字化摆式摩擦系数测量装置及测量方法。

背景技术

路面、机场跑道的防滑性能是关系到车辆、飞机行驶安全的关键性技术指标。随着交通运输事业的发展，公路、城市道路及机场跑道等表面的防滑问题，已引起有关部门的普遍重视。

摆式摩擦系数测定仪（简称“摆式仪”）是一种测定公路、机场跑道、道路标线、石料等表面摩擦系数的仪器，也可用于典型路面摩擦系数的测定，作为确定汽车轮胎配方的重要依据。它是根据“摆的位能损失等于安装于摆臂末端橡胶片滑过被测表面时，克服摩擦所做的功”这一基本原理进行摩擦系数测量的。

摆式仪因其携带方便、机动灵活，适用于现场测试及试验室测试，应用较为广泛。普通指针式摆式仪测量数据受指针阻力的影响较大，不同的操作者因对指针调节力度不同，所测量的结果也会有较大差异。而且，在测试之前，需要多次调整紧固螺母以使指针调零，测试过程中，指针也经常出现过松或过紧现象，需重新进行调整，测量效率不高。

现有指针式摆式仪如图1所示，其利用机械指针101指示摆值，摆102被释放后，由摆杆顶端的顶丝推动指针101运动，并停留在的摆动的最高位置，此时指针101的读数即为摆式仪所测的量值。为防止测量过程中指针101抖动，采用松紧调节螺母103调整指针101与机架之间的压力，以调节机架对指针101的摩擦力，起到支撑指针101的作用。指针与机架之间安装有毡圈，用于增加机架对指针101的摩擦力。如图1所示，还示出了底座调平装置，其包括：调平螺栓104和水准泡105。

采用指针式摆式仪进行路面摩擦系数测量的主要步骤为：

调平步骤：将摆式仪置于清洁路面的待测量位置处，转动调平螺栓104，使水准泡104居中；

指针调零步骤：将摆式仪调整至可自由摆动的高度，释放摆锤105使其带动指针101摆动，通过紧固把手106旋紧或旋松摆的调节螺母103，使空摆时的指针指向0值位置；

校核滑动长度步骤：通过升降把手109调整摆式仪的高度，使摆锤105与被测路面的接触长度为如图1所示的126mm或者76mm长度；

将摆102固定在右侧悬臂上，使摆处于水平位置，并把指针101拨至右端与摆102平行处；

当路面处于湿润状态时，按下悬臂上的释放开关108，使摆102在路面滑过，读取测量结果；

重复上述两个步骤多次，例如5次，读记每次测定的摆值；

用温度计测量测点位置的表面温度，每个测点测3个单点，取平均值作为测点代表值；

根据现场温度进行测值的温度校准。

现有技术的主要缺点有：

1）机械式指针采用调节螺母固定，因调节螺母的旋转方向与测试过程中指针的运动方向相同或相反，即使指针完成了调零，在测试过程中也会因为指针的频繁摆动而影响调节螺母，从而出现指针变松或变紧的情况，因此会影响到摆式仪测量摩擦系数的精度；

2）机械式指针的调零操作取决于操作人员对松紧调节螺母旋紧力度的把握，比较烦琐，一般需消耗较多时间；

3）现有摆式仪不具备数据存储系统，需通过人工读记结果，现场操作的工作量较大，也不利于数据的后期分析和报告整理；

4）现有摆式仪不具备温度校准功能，需现场记录温度并进行大量的后期处理工作。

为此，需要提供一种高精度测量的数字化摆式摩擦系数测定仪以及测量方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种摆式摩擦系数测量装置，其包括：

位置传感单元，其与摆连接，用于测量摆的摆动角度；

中央处理单元，其与所述位置传感单元通信连接，以基于测得的摆动角度按照摩擦系数算法计算与摆臂上的摆锤摆动时接触的被测对象上的摩擦系数的实际值，然后根据预先确定的校准因子校准测得的摩擦系数；

显示器，实时显示校准后的摩擦系数。

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括温度传感器，其用于检测测点上的温度并实时传送给显示器，使得显示器上除了显示校准后的摩擦系数外还显示测试环境的温度。

根据本发明的一个实施例，实时检测的温度还传送给中央处理单元，在校准测得的摩擦系数之后进一步根据所述温度值基于温度校准算法计算出标准温度20℃下对应的摩擦系数并由显示器进行显示。