試驗機工作原理單片機驅動芯片L298N輸出頻率及占空比連續可調的方波信號作用到直流電機兩端，從而實現電機以連續可調的速度進行旋轉。直流電機帶動摩擦轉盤進行轉動，摩擦載荷通過砝碼從上端施加，鋼球作為上試件裝在特制的夾頭中固定不動，下試件隨同轉盤一起勻速或變速旋轉，這樣便實現了鋼球與試件間的滑動摩擦。利用光電碼盤反饋電機轉速信息，同時利用單片機實現速度閉環控制。摩擦力通過壓力傳感器檢測并最終傳輸給計算機進行數據處理及繪制摩擦系數曲線。

為了獲得摩擦磨損過程中摩擦副的等效電阻信息，設計了動態電阻監測系統，如所示。當摩擦接觸區的阻值R＜＜R1時，摩擦副兩端的分壓幾乎為零，造成采集到的分壓1信號很難識別。在摩擦副系統中引入電阻R2的目的是使等效電阻分壓信號升高、使計算機采集到的數據更為有效。在摩擦過程中測試摩擦副系統的實時分壓U1即可得到待測試樣在整個摩擦磨損過程中摩擦接觸區的電阻特性變化曲線。將一直流方波電壓U施加在摩擦副等效電阻和嵌位電阻R1和R2組成的電阻系統兩端，已知R1和R2的阻值。

實時數據采集測試系統試驗過程中摩擦力通過杠桿傳遞給壓力傳感器，傳感器使感應到的力信號轉化為電壓信號進行輸出，經線性放大后轉化為可供A/D接收的0～5V電學信號。其結構框圖如所示。線性放大電路 12V、－12V雙電源驅動LM358芯片，壓力傳感器輸出信號經兩個反相閉環放大器后使輸出電壓信號滿足單片機采集要求。同時，為增加電路抗負載特性，特用LM358對輸出信號進行電壓跟隨。信號放大倍數可通過調節電位器來改變。隨后經單片機處理并通過RS-232串口數據總線將測試結果傳輸給計算機，計算機接收數據并對其進行處理、繪制曲線。試驗機控制及測試系統單片機控制系統在本試驗機中，單片機是系統的核心控制單元。直流電機轉速控制及反饋調節，多路數據采集繪圖及存儲均由計算機和單片機相互作用來完成，其中單片機控制系統電路如所示。

為該試驗機對微弧氧化陶瓷薄膜進行摩擦磨損實驗的運行界面，其中法向載荷為2N，轉速50r/min，轉動半徑4mm.實驗過程中，數據采集測試系統實時顯示摩擦系數和摩擦副等效電阻特性隨時間的變化曲線，同時使采集到的實驗數據以文本格式保存在計算機中，數據的即時存儲大大方便了研究者對數據進行調用、比較及分析。多功能摩擦磨損試驗機利用上述硬件和軟件組合的摩擦磨損試驗機如所示。設備長寬高分別為400mm×300mm×400mm.通過運行，摩擦機性能穩定，使用方便。

結論本摩擦磨損試驗機不僅能實時測試動態摩擦系數，而且能在線測量摩擦副等效電阻分壓，兩者的結合從多種角度反映了對偶膜副摩擦磨損過程GUI人機交互圖形化系統顯著提高了試驗機的自動化程度和人機交互性。經測試，該試驗機滿足使用要求，工作穩定，性能可靠。 。同時在不減弱試驗機性能的基礎上，單片機的運用不僅很大程度上降低了設備成本，而且大大減化了系統控制電路。http://m.xtgyw.cn/