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電子拉力試驗機的組成及其工作原理是什麽

時間:2019-07-02來源:浏覽次數:

电子式拉力试验机(又叫材料试验机)是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物,是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器,可对各种材料进行拉 伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验,且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。工作可靠,效率高,可对试验数据进行实时显示记录、打印。接下来,我们一起来看看電子拉力試驗機的組成及其工作原理是什麽?

電子拉力試驗機的組成及其工作原理是什麽

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。

从材料力学上得知,在小变形条件下,一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比,也与弹性的变形成正比。以S型传感器为例,当传感器受到拉 力P的作用时,由于弹性元件表面粘贴有应变片,因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例,故此将应变片接入测量电路中,即可通过测出其输出电压,从而测 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,实际为阻值相等的4片(或8片)应变片,即R1=R2=R3=R4,当传感器受到外力(拉力或压力)作用时,传感器弹性元件 产生应变而使各电阻值发生变化,其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4,结果原来平衡的电桥,现在不平衡了,桥路就有电压输出,设△E

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

式中U爲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

则有△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。

一般来说,传感器的输出信号都是非常微弱的,通常只有几个mV,如果我们直接对此信号进行测量,是非常困难的,并且不能满足高精度测量要求。因此必须 通过放大器将此微弱信号放大,放大后的信号电压可达10V,此时的信号为模拟信号,这个模拟信号经过多路开关和A/D转换芯片转变为数字信号,然后进行数 据处理,至此,力的测量告一段落。

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産生的形變。

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杆轉動,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

顾名思义,就是控制试验机运作的系统,人们通过操作台可以控制试验机的运作,通过显示屏可以获知试验机的状态及各项试验参数,若该机带有电脑的话,也 可以由电脑实现各项功能并进行数据处理分析、试验结果打印。试验机同电脑之间的通信一般都是使用RS232串行通信方式,它通过计算机背后的串口(COM 口)进行通信,此技术比较成熟、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。進入試驗界面後,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。更多試驗機天天看高清詳見www.cxwola-syj.com



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