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【摘要】汽车摩擦材料比重测量仪在摩擦材料生产质量监控和材料配方开发中是不可缺少的重要仪器。本测量仪在已知加入0.1％表面活性剂的蒸馏水密度的条件下，根据浮力定律能够测量出汽车摩擦材料的比重，特别是多种不同材料结合为一体时，若已知第一种材料的比重和重量，能够自动测量出其它混合材料的重量及比重，并能够自动进行温度补偿、计算、打印测量结果和测量环境条件等。
【关键词】汽车摩擦材料 比重 自动测量
【中图分类号】：TH8 【文献标识码】：A 【文章编号】：1009-9646（2008）07-0000-01
1测量基本原理
单质固体材料的平均密度，将物体浸没于静止液体中后的平均密度为
＝＝＝ （1）
式中为物体在空气中的重量（g）；为浸入液体后物体的重量（g）；为静止的液体密度（g/cm?）；V为物体的体积（cm?）。
通常選用蒸馏水作为测量液体，因为蒸馏水体积膨胀系数小，成本低。对蒸馏水的密度研究也比其它液体更为透彻。由于水的密度与温度有关，所以实际测量时，还应同时测量水温，以便测得水的实际密度。另外，加入少量的表面活性剂能够清除固体浸入水中时表面产生的气泡。
当两种不同的固体材料胶结在一起时，已知第一种材料的重量及比重，若忽略材料的影响，可近似测量出第二种材料的密度。
设两种不同材料分别为材料A和材料B，则，。两种材料复合后的平均密度为
（2）
式中为不同水温时水的密度（g/cm?）；、分别为材料A、材料B在空气的重量（g）；、分别为材料A、材料B在水中的重量（g）；为复合材料在空气中的重量（g）；为复合材料在水中的重量（g）。
如果复合材料中，已知材料A的质量和平均密度，就可以测量计算出材料B的平均密度。
2 汽车摩擦材料比重测量仪结构及电路原理
汽车摩擦材料比重测量仪主要由高精度电子称、精密运算电路、放大及单片机系统组成。将试件用不吸水的细丝线吊于称重传感器之下，水槽由直流伺服电机、机械螺旋机构带动自动上升，将试件浸入水中，单片机系统完成对称重数据及温度数据的采集计算，直流伺服电机的控制，打印机的控制等，它是整机的核心，外形结构如图1所示。其中称重传感器的最大量程为500g，称重放大器分为4档，分别为500g、200g、100g及50g。最小分辨率为0.01g。整个测量过程由单片机自动完成，并自动打印测试结果（包括：试件在空气中的质量、试件在水中的质量、测试液体温度、试件比重、测试日期、试件编号等）。
图2为整机电气原理图。图中的、为两个直流继电器，控制伺服电机正反转，起到水槽升降作用。R为制动电阻，实现电机的能耗制动，可以使位置控制更加精确。打印机为TP40系列微型打印机。
3测量仪软件构成
测量仪的全部测量由单片机控制，自动完成采集、计算、显示和打印工作。其程序流程图如下。
4结语
由于汽车摩擦材料的形体是不规则的，因此很难准确计算出它的实际体积，其实际密度计算也就成了一个难题。汽车摩擦擦材料比重测量仪的设计方法，巧妙的解决了这一难题。它使用方便，设有不同的重量测量档次，使精度更高，测量速度更快，汽车摩擦材料生产质量监控和摩擦材料配方开发的重要设备。它可以实现摩擦材料带钢背、不带钢背、总成、小样等多种比重测量，同时也可以延伸到其它短时间内不吸水固体材料的比重测量。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
【关键词】汽车摩擦材料 比重 自动测量
【中图分类号】：TH8 【文献标识码】：A 【文章编号】：1009-9646（2008）07-0000-01
1测量基本原理
单质固体材料的平均密度，将物体浸没于静止液体中后的平均密度为
＝＝＝ （1）
式中为物体在空气中的重量（g）；为浸入液体后物体的重量（g）；为静止的液体密度（g/cm?）；V为物体的体积（cm?）。
通常選用蒸馏水作为测量液体，因为蒸馏水体积膨胀系数小，成本低。对蒸馏水的密度研究也比其它液体更为透彻。由于水的密度与温度有关，所以实际测量时，还应同时测量水温，以便测得水的实际密度。另外，加入少量的表面活性剂能够清除固体浸入水中时表面产生的气泡。
当两种不同的固体材料胶结在一起时，已知第一种材料的重量及比重，若忽略材料的影响，可近似测量出第二种材料的密度。
设两种不同材料分别为材料A和材料B，则，。两种材料复合后的平均密度为
（2）
式中为不同水温时水的密度（g/cm?）；、分别为材料A、材料B在空气的重量（g）；、分别为材料A、材料B在水中的重量（g）；为复合材料在空气中的重量（g）；为复合材料在水中的重量（g）。
如果复合材料中，已知材料A的质量和平均密度，就可以测量计算出材料B的平均密度。
2 汽车摩擦材料比重测量仪结构及电路原理
汽车摩擦材料比重测量仪主要由高精度电子称、精密运算电路、放大及单片机系统组成。将试件用不吸水的细丝线吊于称重传感器之下，水槽由直流伺服电机、机械螺旋机构带动自动上升，将试件浸入水中，单片机系统完成对称重数据及温度数据的采集计算，直流伺服电机的控制，打印机的控制等，它是整机的核心，外形结构如图1所示。其中称重传感器的最大量程为500g，称重放大器分为4档，分别为500g、200g、100g及50g。最小分辨率为0.01g。整个测量过程由单片机自动完成，并自动打印测试结果（包括：试件在空气中的质量、试件在水中的质量、测试液体温度、试件比重、测试日期、试件编号等）。
图2为整机电气原理图。图中的、为两个直流继电器，控制伺服电机正反转，起到水槽升降作用。R为制动电阻，实现电机的能耗制动，可以使位置控制更加精确。打印机为TP40系列微型打印机。
3测量仪软件构成
测量仪的全部测量由单片机控制，自动完成采集、计算、显示和打印工作。其程序流程图如下。
4结语
由于汽车摩擦材料的形体是不规则的，因此很难准确计算出它的实际体积，其实际密度计算也就成了一个难题。汽车摩擦擦材料比重测量仪的设计方法，巧妙的解决了这一难题。它使用方便，设有不同的重量测量档次，使精度更高，测量速度更快，汽车摩擦材料生产质量监控和摩擦材料配方开发的重要设备。它可以实现摩擦材料带钢背、不带钢背、总成、小样等多种比重测量，同时也可以延伸到其它短时间内不吸水固体材料的比重测量。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”