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蘇州凱(kǎi)特爾儀器微機電(diàn)子(zǐ)拉(lā)力(lì)試驗機的組成(chéng)及其工作原理(lǐ)說明
電子(zǐ)式(shì)拉力試驗機(又叫材料試驗機)是(shì)現代電子(zǐ)技術(shù)與(yǔ)機械傳動技(jì)術(shù)相(xiāng)結合的產物，是(shì)充(chōng)分發(fā)了機電各(gè)自特長而(ér)構成(chéng)的大型精密測試(shì)儀器(qì)，可對(duì)各種材料進(jìn)行(háng)拉(lā) 伸(shēn)，壓縮(suō)，彎曲，剝離，剪切(qiē)等多(duō)項(xiàng)性能試(shì)驗(yàn)，且有(yǒu)測量範圍寬(kuān)，精度高，響應(yīng)快(kuài)等(děng)特點(diǎn)。工(gōng)作可靠，效率高(gāo)，可對試驗(yàn)數據(jù)進行實(shí)時(shí)顯(xiǎn)示記(jì)錄(lù)，打印。
電子式拉力試驗機是由測量係(xì)統，驅動係統，控製係統(tǒng)及電腦(電(diàn)腦(nǎo)係統(tǒng)型(xíng)拉力試(shì)驗(yàn)機)等(děng)結(jié)構組成(chéng)。

蘇(sū)州(zhōu)凱特爾儀(yí)器微(wēi)機電(diàn)子拉力(lì)試(shì)驗(yàn)機的(dí)組(zǔ)成及其工作(zuò)原理(lǐ)說(shuō)明
一(yī).拉力(lì)試驗機(jī)的測量(liáng)係統
1.力值的(dí)測量
通過(guò)測力傳感(gǎn)器，放大器(qì)和(hé)數據(jù)處理(lǐ)係統來(lái)實(shí)現測(cè)量(liáng)，zui常用的測(cè)力傳(chuán)感器是應(yīng)變片(piàn)式(shì)傳感器。
所(suǒ)謂應(yīng)變(biàn)片(piàn)式傳感(gǎn)器(qì)，就是由(yóu)【應變片(piàn)】，彈性元(yuán)件(jiàn)和某(mǒu)些(xiē)附(fù)件(補(bǔ)償(cháng)元件(jiàn)，防護罩，接綫插(chā)座(zuò)，加載(zǎi)件(jiàn)組成)，能將(jiāng)某(mǒu)種(zhǒng)機(jī)械量變成電(diàn)量輸出(chū)的器(qì)件。應變(biàn)片(piàn)式的拉，壓(yā)力(lì)傳感器國(guó)內外(wài)種類(lèi)繁多，主要有(yǒu)筒狀(zhuàng)力傳感器(qì)，輪(lún)輻(fú)式力(lì)傳感器，S雙(shuāng)連(lián)孔型(xíng)傳感(gǎn)器，十(shí)字梁(liáng)式傳感器等(děng)類型。
從(cóng)材(cái)料(liào)力(lì)學(xué)上(shàng)得知，在小(xiǎo)變形條(tiáo)件下，一個(gè)彈(dàn)性(xìng)元件某一(yī)點的(dí)應變ε與(yǔ)彈性元件(jiàn)所受的力成正比(bǐ)，也與彈性的變(biàn)形(xíng)成正(zhèng)比(bǐ)。以S型傳感器(qì)為例，當(dāng)傳(chuán)感(gǎn)器(qì)受(shòu)到拉 力P的作(zuò)用時，由(yóu)於彈(dàn)性(xìng)元(yuán)件(jiàn)表麵粘貼(tiē)有(yǒu)應(yīng)變片，因為(wéi)彈性元(yuán)件的應(yīng)變與(yǔ)外(wài)力P的大小成(chéng)正(zhèng)比(bǐ)例，故此(cǐ)將應變(biàn)片(piàn)接入測(cè)量電路中，即可通(tōng)過測出其輸出電壓，從而(ér)測(cè) 出力的大(dà)小。
對(duì)於(yú)傳感器(qì)，一(yī)般采(cǎi)用差動全橋(qiáo)測(cè)量(liáng)，即將所(suǒ)粘(nián)貼的(dí)應變片(piàn)組(zǔ)成橋(qiáo)路(lù)，
R1，R2，R3，R4，實(shí)際為阻(zǔ)值相等(děng)的(dí)4片(或8片(piàn))應變(biàn)片，即(jí)R1=R2=R3=R4，當(dāng)傳感(gǎn)器受到(dào)外力(拉(lā)力或(huò)壓力)作(zuò)用時(shí)，傳(chuán)感器彈性元(yuán)件(jiàn) 產(chǎn)生應(yīng)變(biàn)而使各(gè)電(diàn)阻值發(fā)生變(biàn)化，其變化值(zhí)分別為(wéi)△R1△，R2，△R3，△R4，結(jié)果(guǒ)原(yuán)來平衡(héng)的(dí)電(diàn)橋，現(xiàn)在不平(píng)衡(héng)了，橋(qiáo)路就(jiù)有電壓輸(shū)出，設△E
則(zé)△E=[R1R2/(R1  R2)2]△R1/R1-△R2/R2 △R3/R3-△R4/R4)U
式(shì)中(zhōng)U為(wéi)外電(diàn)源供(gōng)給橋路的電壓
進一步簡(jiǎn)化有(yǒu)
△E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R △R3/R-△R4/R)U
將(jiāng)△Ri/Ri=Kεi代上(shàng)上式(shì)
則(zé)有(yǒu)△E=[UK/4](ε1-ε2 ε3-ε4)
簡(jiǎn)單(dān)來說(shuō)，外力(lì)P引起(qǐ)傳感(gǎn)器內(nèi)應變片的(dí)變形，導致(zhì)電(diàn)橋的(dí)不(bù)平衡(héng)，從而引起傳感(gǎn)器輸出電(diàn)壓的變化，我(wǒ)們通(tōng)過(guò)測(cè)量(liáng)輸出電壓的變化就可(kě)以(yǐ)知(zhī)道力的大(dà)小(xiǎo)了。
一(yī)般(bān)來說，傳(chuán)感器的(dí)輸(shū)出信(xìn)號(hào)都是(shì)非(fēi)常微(wēi)弱的，通(tōng)常隻有(yǒu)幾個(gè)mV，如果我們(mén)直接對此(cǐ)信號進(jìn)行測(cè)量，是非常(cháng)困(kùn)難的，並且不能滿(mǎn)足高(gāo)精度測量要求。因此必須 通(tōng)過(guò)放大器將此(cǐ)微(wēi)弱信(xìn)號放大，放大(dà)後的信號電(diàn)壓(yā)可達(dá)10V，此時的信號為(wéi)模(mó)擬(nǐ)信號，這個模擬信號(hào)經(jīng)過多(duō)路開(kāi)關(guān)和(hé)A/D轉換(huàn)芯片轉(zhuǎn)變為數字信號，然(rán)後進行數  據處(chǔ)理(lǐ)，至此，力的測(cè)量告一段落。
2.形變的測(cè)量
通過(guò)形(xíng)變測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量，它(tā)是(shì)用(yòng)來測(cè)量試樣(yàng)在試(shì)驗過(guò)程(chéng)中(zhōng)產(chǎn)生(shēng)的形變。
該裝(zhuāng)置(zhì)上有兩(liǎng)個夾頭，經過(guò)一係列傳(chuán)動機構與裝在測量(liáng)裝置頂部(bù)的(dí)【光電編(biān)碼器(qì)】連在(zài)一起(qǐ)，當兩(liǎng)夾(jiā)頭間(jiān)的距離(lí)發(fā)生(shēng)變化時，帶(dài)動光電編碼器(qì)的軸(zhóu)旋(xuán)轉(zhuǎn)，光電(diàn)編(biān)碼(mǎ)器就會有脈(mài)衝信號(hào)輸(shū)出。再(zài)由(yóu)處(chǔ)理器(qì)對此信號進(jìn)行處理，就可以得出試樣的(dí)變形量(liáng)。
3.橫梁(liáng)位移(yí)的測(cè)量
其原(yuán)理(lǐ)同變形測量大致相同，都(dū)是通過(guò)測量光(guāng)電編碼器(qì)的輸(shū)出脈(mài)衝數來獲得橫梁(liáng)的(dí)位(wèi)移量。
二.拉力試(shì)驗機的驅動係統(tǒng)
主(zhǔ)要(yào)是(shì)用於試驗(yàn)機(jī)的橫梁移動，其工作原(yuán)理是由(yóu)伺服係統控(kòng)製電機，電(diàn)機(jī)經過減速(sù)箱等一(yī)係(xì)列(liè)傳動機構(gòu)帶動(dòng)絲(sī)杆轉動，從而達(dá)到控製(zhì)橫梁移(yí)動(dòng)的目的。通過(guò)改變電(diàn)機的(dí)轉(zhuǎn)速，可以(yǐ)改變(biàn)橫梁的(dí)移動速(sù)度(dù)。
三.拉力試(shì)驗機的控(kòng)製(zhì)係統
顧名(míng)思義(yì)，就(jiù)是控製試驗(yàn)機(jī)運作(zuò)的係統，人們通(tōng)過操作台可(kě)以(yǐ)控製(zhì)試驗機(jī)的(dí)運(yùn)作，通過(guò)顯示(shì)屏可(kě)以獲知試驗機的(dí)狀態(tài)及各項試驗參數(shù)，若(ruò)該機帶有電(diàn)腦的話(huà)，也  可以由電腦實現各項功(gōng)能並進行(háng)數(shù)據(jù)處理分析，試驗(yàn)結(jié)果打印(yìn)。試(shì)驗機同(tóng)電(diàn)腦之間的(dí)通信一般都(dū)是(shì)使用RS232串行(háng)通(tōng)信方式，它(tā)通過計算機(jī)背後(hòu)的串口(COM 口(kǒu))進行(háng)通(tōng)信(xìn)，此技術比(bǐ)較(jiào)成(chéng)熟(shú)，可靠(kào)，使(shǐ)用方(fāng)便。
四(sì).電子拉力試驗(yàn)機的配套電腦(nǎo)
用來采(cǎi)集和(hé)處(chǔ)理分析(xī)數據。進(jìn)入試驗界麵後，電(diàn)腦(nǎo)會(huì)不(bù)斷采集各樣(yàng)試驗數據(jù)，實(shí)時畫出試驗(yàn)曲(qū)綫(xiàn)(常用力(lì)--位移的曲(qū)綫)，自動求出各(gè)試(shì)驗(yàn)參(cān)數(shù)及(jí)輸出報(bào)表(biǎo)

蘇(sū)州凱(kǎi)特(tè)爾儀(yí)器(qì)微(wēi)機(jī)電(diàn)子拉力(lì)試(shì)驗(yàn)機(jī)的組成(chéng)及其(qí)工(gōng)作原(yuán)理說明