電子拉力試驗(yàn)機(jī)是機(jī)械加力的用計(jì)算機(jī)控制及測(cè)量的試驗(yàn)機(jī)，主要用于金屬和非金屬材料進(jìn)行拉伸等力學(xué)性能試驗(yàn)。電子拉力試驗(yàn)機(jī)能對(duì)橡膠、塑料、紡織物、電線電纜、復(fù)合材料、皮革、防水卷材、無(wú)紡布、紙張等非金屬材料及金屬絲、金屬箔、金屬板材和金屬棒材等進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)性能測(cè)試，有測(cè)量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)，并可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示記錄、打印，可根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)記錄zui大實(shí)驗(yàn)力值、斷裂力值、屈服力值，計(jì)算斷裂延伸率和各種強(qiáng)度值等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。電子拉力試驗(yàn)機(jī)廣泛應(yīng)用于質(zhì)量監(jiān)督、教學(xué)科研、航空航天、鋼鐵冶金、汽車(chē)、建工建材等領(lǐng)域。

電子拉力機(jī)主要是由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接通電源后，微機(jī)按試驗(yàn)前設(shè)定的數(shù)值發(fā)出橫梁移動(dòng)指令，該指令通過(guò)伺服控制系統(tǒng)控制主機(jī)內(nèi)部的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)皮帶、齒輪等減速機(jī)構(gòu)后驅(qū)動(dòng)左、右絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由活動(dòng)橫梁內(nèi)與之齒和的螺母帶動(dòng)橫梁上升或下降。裝上試樣后，試驗(yàn)機(jī)可以通過(guò)載荷、應(yīng)變、位移傳感器獲得相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)放大后通過(guò)A/D進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)傳遞給微機(jī)。微機(jī)一方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以圖形及數(shù)值形式在微機(jī)顯示器上反映出來(lái);另一方面將處理后的信號(hào)與初始設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)橫梁移動(dòng)改變輸出量，并將調(diào)整后的輸出量傳遞給伺服控制系統(tǒng)，從而可達(dá)到恒速率、恒應(yīng)變、恒應(yīng)力等高要求的控制需要。下面對(duì)電子拉力試驗(yàn)機(jī)各組成部分的工作原理進(jìn)行介紹。

1、測(cè)量系統(tǒng)

1.1、力值的測(cè)量

通過(guò)測(cè)力傳感器、信號(hào)放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。zui常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。所謂應(yīng)變片式傳感器，就是由應(yīng)變片、彈性元件和某些附件(補(bǔ)償元件、防護(hù)罩、接線插座、加載件)組成，能將某種機(jī)械量變成電量輸出的器件。應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國(guó)內(nèi)外種類繁多，主要有筒狀的、輪輻式的、s雙連孔型的、十字梁式等傳感器。測(cè)力傳感器的好壞決定了試驗(yàn)機(jī)的精度和測(cè)力穩(wěn)定性，目前市場(chǎng)上的電子拉力試驗(yàn)機(jī)用傳感器小力值一般用s型傳感器，大力值一般用輪輻式傳感器。常見(jiàn)的電子拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)力傳感器為0? 5 級(jí)和1級(jí)，zui大允許誤差分別為± 0? 5%和± 1%。zui大實(shí)驗(yàn)力一般不超過(guò)20kN。

1.2、變形的測(cè)量

通過(guò)變形測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量，它是用來(lái)測(cè)量試樣在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的形變。變形測(cè)量裝置又稱引伸計(jì)，是由不同準(zhǔn)確度的變形傳感器和試驗(yàn)機(jī)變形測(cè)量單元所組成的引伸計(jì)統(tǒng) 該裝置上有兩個(gè)夾頭，經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與裝在測(cè)量裝置頂部的光電編碼器連在一起，當(dāng)兩夾頭間的距離發(fā)生變化時(shí)，帶動(dòng)光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn)，光電編碼器就會(huì)有脈沖信號(hào)輸出，再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，就可以得出試驗(yàn)的變形量。

L.3、橫梁位移的測(cè)量

其原理同變形測(cè)量大致相同，都是通過(guò)測(cè)量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來(lái)獲得橫梁的位移量。

2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

主要是用于試驗(yàn)機(jī)的橫梁移動(dòng)。其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)過(guò)減速箱等一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲桿移動(dòng)，從而達(dá)到控制橫梁移動(dòng)的目的。通過(guò)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變橫梁的移動(dòng)速度。電子拉力試驗(yàn)機(jī)的電機(jī)有的是普通相電機(jī)或變頻電機(jī)，這種電機(jī)采用模擬信號(hào)控制，反應(yīng)慢，定位不準(zhǔn)確，調(diào)速范圍窄，有高速就沒(méi)了低俗或有低速就沒(méi)了高速，并且速度控制不準(zhǔn)確。另一種電機(jī)是全數(shù)字交流伺服電機(jī)，采用全數(shù)字脈沖控制，調(diào)速范圍廣，可達(dá)(0? 001一躚m)皿n，控制定位準(zhǔn)確，反應(yīng)快， 0.01秒可加到滿速度。電子拉力試驗(yàn)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有的采用減速機(jī)，有的采用普通皮帶，有的采用全圓弧同步帶。絲桿是驅(qū)動(dòng)測(cè)力傳感器運(yùn)動(dòng)的部件，市場(chǎng)上的電子拉力試驗(yàn)機(jī)有的使用的是T形普通絲桿，也有無(wú)間隙滾珠絲桿。T形普通絲桿間隙比較大，摩擦力比較大，使用壽命短。

3、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)顧名思義，就是控制試驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的系統(tǒng)。主控制器有微機(jī)(使用PC機(jī))或微電腦(使用單片機(jī)或 PLC等)。通過(guò)操作臺(tái)可以控制試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作，顯示屏可以獲知試驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)及各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)。若該機(jī)帶有電腦，也可以由電腦實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析、試驗(yàn)結(jié)果打印。試驗(yàn)機(jī)同電腦之間的通信一般都是使用 RS232串行通信方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)背后的串口進(jìn)行通信。采集各樣試驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)畫(huà)出試驗(yàn)曲線，自動(dòng)求出各試驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表。

下面對(duì)電子拉力試驗(yàn)機(jī)的機(jī)體做整體介紹，主機(jī)部分是電子拉力試驗(yàn)機(jī)的傳動(dòng)部分，它為試樣提供符合標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)空間，拉伸輔具必須裝在主機(jī)上方能進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。它主要包括固定橫梁、移動(dòng)橫梁、負(fù)荷傳感器、工作臺(tái)和底板。工作臺(tái)是主機(jī)的主要支撐件，所有的傳動(dòng)系統(tǒng)都安裝在工作臺(tái)上，電機(jī)減速機(jī)系統(tǒng)安裝在工作臺(tái)的下部，減速機(jī)的輸出通過(guò)同步齒形帶和安裝在工作臺(tái)上的絲桿相連，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)。在絲桿上安裝有絲母，絲母和移動(dòng)橫梁固定為一體，絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)使移動(dòng)橫梁可以上下移動(dòng)，所有實(shí)驗(yàn)過(guò)程都是通過(guò)移動(dòng)橫梁的上下移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。負(fù)荷傳感器通過(guò)螺釘固定在移動(dòng)橫梁上，固定橫梁是主機(jī)的連接件拉伸輔具的固定件。電器控制部分包括強(qiáng)電操作按鈕和電器控制箱兩大部分。強(qiáng)電操作面板包括電機(jī)開(kāi)關(guān)和急停按鈕，和強(qiáng)電面板共同構(gòu)成系統(tǒng)的強(qiáng)電控制部分。行程限位裝置是通過(guò)光電行程開(kāi)關(guān)接近移動(dòng)橫梁來(lái)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)驗(yàn)前將位置調(diào)整合適，來(lái)保護(hù)機(jī)器。