萬能試驗機(萬能材料試驗機)是現代電子技術與機械傳動技術相結合的產物,能很好的發揮機電各自特長而構成的大型精密測試儀器,用于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。
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.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,最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。
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,
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。
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.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.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。