Твердомеры состоят из электронного блока и преобразователей (датчиков), подключаемых к электронному блоку. Преобразователи служат для формирования частотного сигнала, несущего информацию о твёрдости контролируемого изделия, с последующей передачей информации в электронный блок для обработки. Электронный блок осуществляет прием частотного сигнала с датчика прибора, преобразование его в единицы твердости, вывод результатов измерений на дисплей, статистическую обработку и другие функции.

Принцип действия ультразвуковых датчиков твердомера основан на методе измерения ультразвукового контактного импеданса (UCI - ultrasonic contact impedance). На конце металлического стержня, входящего в состав датчика твердомера, закреплен алмазный наконечник. Стержень колеблется на собственной резонансной частоте. При создании нагрузки рукой пользователя алмазный наконечник внедряется в материал и изменяет резонансную частоту стержня. Изменение собственной резонансной частоты стержня пропорционально глубине внедрения наконечника в материал. Поскольку глубина внедрения наконечника в материал является показателем твердости, то существует зависимость между изменением резонансной частоты стержня F и твердостью материала Н: H = f ( F ).

Принцип действия динамических датчиков основан на методе отскока (Leeb), который заключается в определении скорости отскока твердосплавного индентора (шарика) от поверхности контролируемого изделия. Основными частями датчика являются индентор и электромагнитная катушка. При отскоке индентора от испытуемого изделия в катушке наводится ЭДС, пропорциональная скорости отскока от поверхности изделия. Скорость отскока определяется твердостью изделия. Поскольку скорость отскока индентора является показателем твердости, то существует зависимость между скоростью отскока V и твердостью материала Н: H = f (V) .

На торцевой стенке электронного блока расположен разъем для подключения датчика и разъем mini-USB для интерфейса с ПК и зарядки.

Твердомеры имеют различные модификации, определяемые типом электронного блока и комплектацией преобразователями (датчиками):

- ТОР-С (комбинированные) - электронный блок твердомеров с программным обеспечением для измерения как ультразвуковым, так и динамическим методами, датчики ультразвуковые (типы А, H, C, AL, K) и динамические (типы D, E, G);

• - ТОР-3 (динамические) - электронный блок твердомеров с программным обеспечением для измерения только динамическим методом, датчики динамические (типы D, E, G);

• - ТОР-4 (ультразвуковые) - электронный блок твердомеров с программным обеспечением для измерений контактно-импедансным (ультразвуковым) методом, датчики ультразвуковые (типы А, H, C, AL, K).

Предусмотрена возможность ввода в твердомер таблиц для автоматического перевода результатов измерений в основных шкалах твердости в единицы твердости Роквелла “А” (HRA), Роквелла “В” (HRB). Для динамических датчиков также применимы единицы твердости Либа (HLD). Переводные таблицы предоставляет пользователь твердомера или используются таблицы предприятия-изготовителя.

Предусмотрена возможность ввода в твердомер таблицы, определенной ГОСТ 2276177, для автоматического перевода результатов измерений по шкале Бринелля (HB) в единицы временного сопротивления св (Rm) для конструкционных углеродистых сталей перлитного класса.

Общий вид твердомеров представлен на рисунках 1, 2 и 3.

Для защиты твердомеров от несанкционированного доступа предусмотрена пломбировка одного из крепёжных винтов корпуса одноразовой голографической наклейкой на задней части электронного блока (рисунок 4).

Заводской номер в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, обеспечивающий идентификацию каждого экземпляра средств измерений наносится с помощью печати на паспортную табличку, приклеенную на задней части электронного блока (рисунок 4).

Нанесение знака поверки на твердомеры не предусмотрено.

Рисунок 1 - Общий вид твердомеров универсальных ТОР-С

Рисунок 2 - Общий вид твердомеров универсальных ТОР-3

Рисунок 3 - Общий вид твердомеров универсальных ТОР-4

Место нанесения пломбы в виде голографической наклейки

Место нанесения знака утверждения типа

Место нанесения заводского номера

Рисунок 4 - Общий вид твердомеров универсальных с указанием мест пломбировки, нанесения знака утверждения типа и заводского номера

Таблица 4 -

* - количество зависит от модификации твердомера и определяется при заказе.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики