更新(xīn)時間:2011-09-09
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膠(jiāo)帶拉力試驗機也稱電子拉力試驗機是(shì)由測(cè)量係統、驅動係統、控製係統、及電腦等結構(gòu)組成。
1、力值的測量
通過測力傳感器、放大器和數據處理係統來實現測量,zui常用的(de)測力傳感器是應變片式傳 感器。
所(suǒ)謂(wèi)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(jī)械量變成電量輸出的器(qì)件。
應變片式的拉(lā)、壓力傳感器(qì)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(gǎn)器等類型。
從材料力學上得知,在小變形條件下,一個彈性元件(jiàn)某一(yī)點的應變ε與彈性元件所受的力 成正比,也與彈性的變(biàn)形成正比。以S型傳感器為例,當傳感(gǎn)器受到拉力P的(de)作用時,由於 彈性元件表麵粘貼(tiē)有應變片,因為彈性元件(jiàn)的應變(biàn)與外力P的大小(xiǎo)成正比例(lì),故此將應變 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。
對於(yú)電子拉力試驗機傳感器,一般(bān)采用差動全橋測量,即將所粘貼的(de)應變片組成橋路,R1、R2、R3、R4,實際為阻(zǔ)值相(xiàng)等的4片(或8片)應變片,即R1=R2=R3=R4,當(dāng)傳感(gǎn)器受到外 力(拉力或壓力)作用時,傳感器彈性元件(jiàn)產生應變(biàn)而使各電阻值發生變化(huà),其變化值分別 為△R1△、R2、△R3、△R4,結(jié)果原來平衡的電橋,現在不平衡了,橋路就有電壓輸出, 設△E則△E= [R1R2/(R1+R2)2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U式中U為外電源供(gòng)給(gěi)橋路的電壓進一步筒化有△E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R)U將△Ri/Ri=Kεi代上上式則(zé)有 △E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4)
簡單來說,外力(lì)P引起傳感器內應變片的變形,導致電橋的不平(píng)衡,從而引起傳感器輸(shū)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(wēi)弱的,通常隻有幾個mV,如果我們(men)直接對此信號 進行測量,是非常困難的,並且(qiě)不能滿足高精度測(cè)量要求。因(yīn)此(cǐ)必(bì)須(xū)通(tōng)過放大器將此微弱 信號放大(dà),放(fàng)大後的信號電(diàn)壓可達10V,此時的信號為模擬信號,這個模擬信號經過多路 開關和A/D轉(zhuǎn)換(huàn)芯片轉變(biàn)為數字信號,然後進行數據處理,至此,力的測量告一段落。
2、變形的測量:通過變形測量裝置來測量,它是用來測量試樣在試驗過程中產(chǎn)生的形變(biàn)。
該裝置上有兩個夾頭,經過一係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(liǎng)夾頭間的距離發生變化時,帶動(dòng)光電編(biān)碼器(qì)的軸旋轉,光電(diàn)編碼器就會有(yǒu)脈衝信號輸 出。再由單片機對此(cǐ)信號進行處理,就可(kě)以得出(chū)試樣的(de)變(biàn)形量。
3、橫粱位移的(de)測量:其原理同變形測量大致相同,都是通過測量光電(diàn)編碼器的輸出脈衝 數來獲得橫梁的位移量。
二、電子拉力試驗機驅動係統
主(zhǔ)要是用於試驗機的(de)橫梁移動,其工作原理是由伺服係統控製電機,電機經過減速箱等一 係列傳動(dòng)機構帶動絲杆轉動(dòng),從而達到控製橫梁(liáng)移動的目的(de)。通過改變電(diàn)機的轉速,可以 改變橫梁的(de)移動(dòng)速度。
顧名思義,就是控製試驗機運作的係統,人們通(tōng)過操作台可以控製試驗機的運作,通過顯 示屏(píng)可(kě)以(yǐ)獲(huò)知試驗(yàn)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(gè) 項功能並進行數據處理分析、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,它通過計算機背後的串口 (COM號)進(jìn)行通信,此技術比較成熟、可靠,使用方便。
用來采集和(hé)分析數據,進入試驗界麵後,電腦會不斷采集各樣試驗數據,實時畫出試驗曲 線,自動求出各(gè)試驗(yàn)參數及輸出報表。
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