[发明专利]用于确定接合和/或材料的强度的方法和接合测试器设备

说明书

一种用于确定接合和/或材料的强度的方法，该方法使用接合测试器设备，所述方法包括以下步骤：对所述接合施加机械力；通过包括于所述接合测试器设备的传感器部件通过以下确定向所述接合施加的所述力：通过所述传感器部件测量由施加的所述力引起的所述传感器部件的位移；通过所述传感器部件基于包括与所述测量的位移的直接关系的第一分量并且基于第二分量、第三分量和第四分量中的至少一者计算施加的所述力。

技术领域

本发明涉及在测量力的变化量时改善精度的方法，其中通过作为所述力的函数的传感器位置的一部分的变化来测量所述力。本发明还提供可以减少当过滤任意类型的信号时通常被称为“余震(ringing)”或“伪像(artefact)”的不利影响的方法。

附图说明

本发明的特征将从以下参照附图的说明中变得明显，其中：

图1示出了现有技术传感器的示意图。

图2示出了当应用本发明时传感器的示意图。

图3示出了传感器的在被突然移除施加的载荷时的自由体振荡。

图4示出了使用现有技术的传感器输出的示例，其中能够清楚地看到在力迅速变化的情况下的输出中的误差。在该示例中，力缓慢增大然后被迅速移除。在力被移除的位置处误差最明显。

图5示出了与图4中相同的传感器输出，其中通过应用本发明的方法已经基本上校正了误差。

图6示出了使用现有技术的传感器输出的另一示例，其中能够清楚地看到输出中的误差。该示例与图4中的示例类似，但是在这种情况下力被更迅速地施加。

图7示出了与图6中相同的传感器输出，其中通过应用本发明的方法已经基本上校正了误差。但是，因为时基(time base)比图5中的示例所示的时基快，所以校正中的误差变得较显著。

图8示出了根据本发明的接合测试设备的框图。

具体实施方式

存在许多形式的现有技术，其中在图1中图示为弹簧的弹性元件1在载荷F的影响下以变形x或应变ε伸长。然后通过一些单元测量元件的伸长量并校准，以使元件能够用于测量施加的力。测量变位的单元包括但不限于作为通常用于载荷传感器的应变计、激光测距传感器和电容或电感式测距传感器。在简单的情况下，可以认为伸长量与力成比例，使得使用校准系数k将伸长量转换成力测量值。在更复杂的系统中，校准也能够包括力与伸长量之间的非线性关系。

假设为线性关系，用于将伸长量转换为力测量值的方程式为，

F∝x

F＝kx

或者，

F∝ε

F＝kε

虽然弹性元件通常是拉伸、压缩或弯曲的弹性材料，但是弹性元件可以是具有弹性等性能的任意物质，例如磁场或静电场。在弹性材料的情况下，通常通过检测弹性元件的某部位处的应变ε来测量伸长量。

图1是用于将伸长量与力相关联的模型。该模型存在问题，因为该模型未考虑传感器中可能独立于伸长量本身而影响力的其它特性。图2示出了较完整的模型和本发明的一部分，其中传感器的移动部分具有质量并且伸长量受到阻尼力以及弹性力。阻尼系数和伸长系数分别为b和k。该模型通常已知为“弹簧质量阻尼器模型”。虽然该模型是已知的，但该模型在本发明的方法中的应用是新的。

本发明适用于接合测试和材料测试。

此外，考虑了传感器安装部的可能的加速度“a”。施加载荷有时需要传感器相对于被测对象移动。该运动能够使m具有加速度，然后即使在不施加载荷时也会引起传感器输出。

力的较精确的计算是，