豆奶影院為你解剖電子拉力試驗機的工（gōng）作原理（lǐ）

         電子式拉力（lì）試驗機是現代（dài）電（diàn）子技術與機械傳動技術相結合的產物（wù），是（shì）充分發揮（huī）了機電各自特長而（ér）構成的大型精（jīng）密測試儀器，可對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲等多項（xiàng）性能（néng）試驗，且（qiě）有測量範圍寬、精度高、響應快等（děng）特點。工（gōng）作可靠，效率高，可對試驗數據進行實（shí）時顯示記錄、打印。電子式拉力試驗機是由測量係統、驅動係（xì）統（tǒng）、控製係統、及電腦等結構組成（chéng）。

一.測量係統（tǒng）

1．力值的測（cè）量

    通過測（cè）力傳感器、放大器（qì）和數據處理係統來實現測量，zui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（dàn）性（xìng）元件和某些附件（jiàn）（補償元件、防護罩、接線插（chā）座、加載件組成），能將某種機械量變成電量（liàng）輸出的器件。應（yīng）變片式的拉、壓力傳（chuán）感器國內外種（zhǒng）類繁多，主要有筒狀力傳感器（qì）、輪輻式力傳感器、S雙連孔（kǒng）型傳感器、十字梁式傳感器等類型。

   從材料力學上得知，在小變形條件下（xià），一個彈性元件某一點的應變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（xíng）傳感器為例，當傳感器受到拉力P的作用時，由於彈性元件表麵粘貼有應變片，因為彈性元件的應變與外力P的大小成正比例，故此將應變片接入測量（liàng）電路（lù）中，即可通過測出其輸出電壓，從而測出力的大小。

對於傳感器，一般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應（yīng）變片組成橋路，R1、R2、R3、R4，實（shí）際（jì）為阻值相等的4片（或8片）應變片，即（jí）R1=R2=R3=R4，當傳感器受（shòu）到外力（lì）（拉力或壓力）作用時，傳感器彈性元件（jiàn）產生應變而使各電阻值發（fā）生變（biàn）化（huà），其（qí）變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4，結果原來平衡的（de）電橋，現在（zài）不平衡了，橋路就有電（diàn）壓輸（shū）出，設△E

   則△E= [R1R2/（R1+R2）2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U式中（zhōng）U為外電源供給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

則有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）

  簡單來說，外力P引起傳感器（qì）內（nèi）應變片的變（biàn）形，導致電橋的不平衡，從而引起傳感器輸（shū）出電壓的（de）變化，我們通（tōng）過（guò）測（cè）量輸出電壓的變（biàn）化就（jiù）可以知道力的大小了。

一（yī）般來說，傳感器的輸出信號都是非常微弱的，通常隻有幾個mV，如果我（wǒ）們直接對此信號進行測量，是非常（cháng）困難的，並且不能滿足高精度測量要求。因此必須通過（guò）放大器將此微弱信號放大，放大（dà）後的信號電壓可達10V，此時的信號為模擬信號，這個模擬信號經過（guò）多（duō）路開關和A/D轉換（huàn）芯片轉（zhuǎn）變為數字信號，然後進行數據處（chù）理，至此，力的測量（liàng）告一段落。

2． 變形（xíng）的測（cè）量

    通（tōng）過變（biàn）形測量裝置來測量，它（tā）是用（yòng）來測量試樣（yàng）在（zài）試驗過程中產生的形變。

該裝置上有兩個夾頭，經過一係列（liè）傳動機構與裝在測量裝置頂（dǐng）部的光電編碼器連在（zài）一起，當兩夾頭間的距離發生變化時，帶（dài）動光（guāng）電編碼器（qì）的軸旋轉，光電編碼器就會有脈衝信號輸出。再由單片機對此信號進行處理，就可以得出試樣（yàng）的變形量。

3.  橫粱位移的（de）測量

    其原（yuán）理同變形測量大致相同（tóng），都是通過測量光電編碼器的輸出脈衝數來獲得橫梁的位移量。

二. 驅（qū）動係統

   主（zhǔ）要是用於（yú）試驗機的橫梁移動（dòng），其工作原理是由（yóu）伺服係統控（kòng）製電機，電機經過減速箱等（děng）一係列傳動機構帶動絲杆轉動，從而達到控製橫梁移動的目的。通過改變電機的轉速，可以改變橫梁的移動速度。

三. 控製係統

    顧名思義（yì），就是控製 電子式拉力試驗機 運作的係統，人們通（tōng）過操（cāo）作台可以控製試驗（yàn）機的運作，通過顯示屏可以獲（huò）知試驗機的狀態及各（gè）項（xiàng）試驗參數，若該機（jī）帶有電腦（nǎo）的話，也（yě）可以由電腦（nǎo）實現各項功能（néng）並進行數據處理分析（xī）、試驗結果打印。試驗機同電腦之間的通信一（yī）般都（dōu）是（shì）使用RS232串行（háng）通（tōng）信方式，它通過計算機背後的串（chuàn）口（COM號）進行通（tōng）信，此技術比較成熟、可靠，使用方便。

四. 電腦拉力試驗機

   電腦用來（lái）采集和分析數據，進入試驗（yàn）界麵後，電腦會不斷采集各樣試（shì）驗數據，實時（shí）畫出試驗曲線，自動求出（chū）各試（shì）驗參數及輸出報表。

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