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電腦拉力試驗機的運行原理

閱讀:1875      發(fā)布時間:2019-4-19
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  電腦拉力試驗機是現(xiàn)代電子技術(shù)與機械傳動技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,也是現(xiàn)代的高精密測試儀器。電腦拉力試驗機可對各種材料進(jìn)行拉伸,撕裂,剝離,抗壓,彎曲等多項性能試驗,它具有測量范圍寬、精度高等特點,工作可靠,效率高,可對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時顯示記錄、打印等功能。
 
  電腦拉力試驗機的各程序運行原理:
 
  一、測量系統(tǒng):
 
  1、力值的測量
 
  通過測力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來實現(xiàn)測量,*常用的測力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。
 
  應(yīng)變片式傳感器,就是由應(yīng)變片、彈性元件和某些附件(補償元件、防護(hù)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(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國內(nèi)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(xué)上得知,在小變形條件下,一個彈性元件某一點的應(yīng)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(dāng)傳感器受到拉力P的作用時,由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片,因為彈性元件的應(yīng)變與外力P的大小成正比例,故此將應(yīng)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。
 
  簡單來說,外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形,導(dǎo)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(jìn)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(dá)10V,此時的信號為模擬信號,這個模擬信號經(jīng)過多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
 
  2、變形的測量:通過變形測量裝置來測量,測量試樣在試驗過程中產(chǎn)生的形變。
 
  該裝置上有兩個夾頭,經(jīng)過一系列傳動機構(gòu)與裝在測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,帶動光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn),光電編碼器就會有脈沖信號輸 出。再由單片機對此信號進(jìn)行處理,就可以得出試樣的變形量。
 
  3、橫粱位移的測量: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(shù)來獲得橫梁的位移量。
 
  二、電腦拉力試驗機.驅(qū)動系統(tǒng)
 
  主要是用于試驗機的橫梁移動,其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機,電機經(jīng)過減速箱等一系列傳動機構(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)動,從而達(dá)到控制橫梁移動的目的。通過改變電機的轉(zhuǎn)速,可以改變橫梁的移動速度。
 
  三、電腦拉力試驗機控制系統(tǒng)
 
  顧名思義,就是控制試驗機運作的系統(tǒng),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(tài)及各項試驗參數(shù),若該機帶有電腦的話,也可以由電腦實現(xiàn)各項功能并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析、試驗結(jié)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號)進(jìn)行通信,此技術(shù)比較成熟、可靠,使用方便。
 
  五、電腦拉力試驗機電腦系統(tǒng)
 
  用來采集和分析數(shù)據(jù),進(jìn)入試驗界面后,電腦會不斷采集各樣試驗數(shù)據(jù),實時畫出試驗曲線,自動求出各試驗參數(shù)及輸出報表。

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