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      液壓萬能試驗機工作原理

      發布時間:2018-11-23 來源:濟南恒思盛大儀器有限公司 瀏覽:

          萬能材料試驗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。
          萬能材料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。
      一.萬能材料試驗機的測量系統
         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。
      二.萬能材料試驗機的驅動系統
          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。
      三.萬能材料試驗機的控制系統
          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。
      五、質量保證
            設備在訂貨方正式驗收合格后、視為正式交貨。設備三包期為正式交貨之日起一年。在三包期內,供貨方對設備出現的各類故障及時免費維修服務,對非人為造成的各類零件損壞,及時免費更換。保修期外設備在使用過程中發生故障,供貨方及時對訂貨方服務,積極協助訂貨方完成維修任務。
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