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    電子拉力試驗機的組成及其工作原理是什么

    日期:2019-06-18  瀏覽次數:

    電子式拉力試驗機(又叫材料試驗機)是現代電子技術與機械傳動技術相結合的產物,是充分發揮了機電各自特長而構成的大型精密測試儀器,可對各種材料進行拉 伸、壓縮、彎曲、剝離、剪切等多項性能試驗,且有測量范圍寬、精度高、響應快等特點。工作可靠,效率高,可對試驗數據進行實時顯示記錄、打印。接下來,我們一起來看看電子拉力試驗機的組成及其工作原理是什么?

    電子拉力試驗機的組成及其工作原理是什么

    電子式拉力試驗機是由測量系統、驅動系統、控制系統及電腦(電腦系統型拉力試驗機)等結構組成。

    一.電子拉力試驗機的測量系統

    1.力值的測量

    通過測力傳感器、放大器和數據處理系統來實現測量,常用的測力傳感器是應變片式傳感器。

    所謂應變片式傳感器,就是由【應變片】、彈性元件和某些附件(補償元件、防護罩、接線插座、加載件組成),能將某種機械量變成電量輸出的器件。應變片式的拉、壓力傳感器國內外種類繁多,主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型。

    從材料力學上得知,在小變形條件下,一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力成正比,也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例,當傳感器受到拉 力P的作用時,由于彈性元件表面粘貼有應變片,因為彈性元件的應變與外力P的大小成正比例,故此將應變片接入測量電路中,即可通過測出其輸出電壓,從而測 出力的大小。

    對于傳感器,一般采用差動全橋測量,即將所粘貼的應變片組成橋路,

    R1、R2、R3、R4,實際為阻值相等的4片(或8片)應變片,即R1=R2=R3=R4,當傳感器受到外力(拉力或壓力)作用時,傳感器彈性元件 產生應變而使各電阻值發生變化,其變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4,結果原來平衡的電橋,現在不平衡了,橋路就有電壓輸出,設△E

    則△E=[R1R2/(R1 R2)2]△R1/R1-△R2/R2 △R3/R3-△R4/R4)U

    式中U為外電源供給橋路的電壓

    進一步簡化有

    △E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R △R3/R-△R4/R)U

    將△Ri/Ri=Kεi代上上式

    則有△E=[UK/4](ε1-ε2 ε3-ε4)

    簡單來說,外力P引起傳感器內應變片的變形,導致電橋的不平衡,從而引起傳感器輸出電壓的變化,我們通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。

    一般來說,傳感器的輸出信號都是非常微弱的,通常只有幾個mV,如果我們直接對此信號進行測量,是非常困難的,并且不能滿足高精度測量要求。因此必須 通過放大器將此微弱信號放大,放大后的信號電壓可達10V,此時的信號為模擬信號,這個模擬信號經過多路開關和A/D轉換芯片轉變為數字信號,然后進行數 據處理,至此,力的測量告一段落。

    2.形變的測量

    通過形變測量裝置來測量,它是用來測量試樣在試驗過程中產生的形變。

    該裝置上有兩個夾頭,經過一系列傳動機構與裝在測量裝置頂部的【光電編碼器】連在一起,當兩夾頭間的距離發生變化時,帶動光電編碼器的軸旋轉,光電編碼器就會有脈沖信號輸出。再由處理器對此信號進行處理,就可以得出試樣的變形量。

    3.橫梁位移的測量

    其原理同變形測量大致相同,都是通過測量光電編碼器的輸出脈沖數來獲得橫梁的位移量。

    二.電子拉力試驗機的驅動系統

    主要是用于試驗機的橫梁移動,其工作原理是由伺服系統控制電機,電機經過減速箱等一系列傳動機構帶動絲桿轉動,從而達到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉速,可以改變橫梁的移動速度。

    三.電子拉力試驗機的控制系統

    顧名思義,就是控制試驗機運作的系統,人們通過操作臺可以控制試驗機的運作,通過顯示屏可以獲知試驗機的狀態及各項試驗參數,若該機帶有電腦的話,也 可以由電腦實現各項功能并進行數據處理分析、試驗結果打印。試驗機同電腦之間的通信一般都是使用RS232串行通信方式,它通過計算機背后的串口(COM 口)進行通信,此技術比較成熟、可靠,使用方便。

    四.電子拉力試驗機的配套電腦

    用來采集和處理分析數據。進入試驗界面后,電腦會不斷采集各樣試驗數據,實時畫出試驗曲線(常用力--位移的曲線),自動求出各試驗參數及輸出報表.

    以上就是技術人員今天給大家分享的電子拉力試驗機的組成及其工作原理,希望對大家有所幫助。更多試驗機資訊詳見www.test.cn



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