電子式拉力試驗機(jī)是電子技能和機(jī)械傳動聯(lián)結(jié)后的產(chǎn)物，充分發(fā)揚(yáng)了機(jī)電的各自專長，進(jìn)而組成的大型精細(xì)測試儀器。拉力機(jī)可對各種材料進(jìn)行拉伸、緊縮、彎曲、剝離、剪切等多項功能實(shí)驗，測量范圍廣、精度高、效率高，并對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行及時顯示記載、打印。
拉力機(jī)的原理結(jié)構(gòu)
電子式拉力試驗機(jī)是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等構(gòu)造構(gòu)成。
1.拉力機(jī)的測量系
1.1力值的測量
該系統(tǒng)由測力傳感器、擴(kuò)大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)組成，常用的測力傳感器是應(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（賠償元件、防護(hù)罩、接線插座、加載件）構(gòu)成，能將某種機(jī)械量變成電量輸出。應(yīng)變片式的力敏傳感器品種繁復(fù)，首要有筒狀力傳感器、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。
從力學(xué)上得知，在小變形前提下，一個彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)變ε與彈性元件所受的力成正比。以S型傳感器為例，當(dāng)傳感器遭到拉力P的效果時，因為彈性元件外表粘貼有應(yīng)變片，彈性元件的應(yīng)變與外力P的變化成正比例，然后將應(yīng)變片接入測量電路中，即可測出其輸出電壓，然后測出力的大小。
簡略來說，外力P惹起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形，招致電橋的不平衡，然后惹起傳感器輸出電壓的轉(zhuǎn)變，我們經(jīng)過測量輸出電壓的轉(zhuǎn)變就可以知道力的大小了。
1.2形變的測量
經(jīng)過形變裝置來測量，它是用來測量試樣在實(shí)驗進(jìn)程中發(fā)生的形變。
該裝置上有兩個夾頭，經(jīng)由傳感器與裝在頂部的光電編碼器連在一起，當(dāng)兩夾頭間的間隔發(fā)作變化時，帶動光電編碼器的軸轉(zhuǎn)動，光電編碼器就會有脈沖信號輸出。再由處置器對此信號進(jìn)行處理，就可以得出試樣的變形量。
1.3橫梁位移的測量
其道理同變形測量大致一樣，都是經(jīng)過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來取得橫梁的位移量。
2.拉力機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)
首要是用于試驗機(jī)的橫梁挪動，其原理是由伺服系統(tǒng)控制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)由減速箱等一系傳動裝置帶動絲桿轉(zhuǎn)變，然后達(dá)到控制橫梁移動的目的。改動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改動橫梁的移動速度。
3.拉力機(jī)的控制系統(tǒng)
它就是控制機(jī)器運(yùn)作的系統(tǒng)，人們通過操作臺可以控制拉力試驗機(jī)的運(yùn)作，通過顯示屏可以獲知試驗機(jī)的形態(tài)及各項實(shí)驗參數(shù)。若該拉力機(jī)帶有電腦的話，也可以由電腦完成各項功用并進(jìn)行數(shù)據(jù)處置、實(shí)驗結(jié)果打印。試驗機(jī)同電腦之間的通訊普通都是運(yùn)用RS232串行通訊方法，它經(jīng)過核算機(jī)背面的串口進(jìn)行通訊，使用更便利。
決定拉力機(jī)性能及精度的幾個重要因素
1.力值傳感器
傳感器的好壞決定了試驗機(jī)的精度和測力穩(wěn)定性，目前市場上的拉力機(jī)中的傳感器，小力值一般用S型傳感器，大力值一般用輪輻式傳感器。傳感器內(nèi)部一般為電阻應(yīng)變片式，如果應(yīng)變片精度不高或固定應(yīng)變片用的膠抗老化能力不好，再或者傳感器的材料不好都將影響傳感器的精度和使用壽命。測科拉力機(jī)采用傳感器，該傳感器精度高，線性好，性能非常穩(wěn)定，幾十年都不會變化。
2.驅(qū)動傳感器運(yùn)動的部件：滾珠絲桿
絲桿如果有間隙的話，做出的試驗數(shù)據(jù)將直接影響試驗的最大變形和斷后伸長率。目前市場上的拉力機(jī)有的絲桿是用T形普通絲桿，這樣的話一是間隙比較大，二是磨擦力比較大導(dǎo)致使用壽命短。測科拉力機(jī)所用絲桿為高精度無間隙滾珠絲桿，表面淬火硬度高，使用壽命可達(dá)幾十年。并且保證精度不變。
3.拉力機(jī)的傳動系統(tǒng)
目前市場上的拉力機(jī)傳動系統(tǒng)有的采用減速機(jī)，有的采用普通皮帶，這兩種傳動方式的主要弊端是：前種需要定期加潤滑油，后種則保證不了傳動的同步性影響試驗結(jié)果。測科拉力機(jī)的傳動系統(tǒng)采用全圓弧同步帶減速，保證了傳動的同步精度，傳動精度高，效率高，傳動平穩(wěn)，燥聲低，使用壽命長。
4.拉力機(jī)的動力源：電機(jī)
目前市場上有的拉力機(jī)采用普通三相電機(jī)或變頻電機(jī)，這種電機(jī)采用模擬信號控制，控制反應(yīng)慢，定位不準(zhǔn)確，一般調(diào)速范圍窄，有高速就沒了低速或者有低速就沒了高速，并且速度控制不準(zhǔn)確。測科拉力機(jī)所用的電機(jī)為全數(shù)字交流伺服電機(jī)，控制方式采用全數(shù)字脈沖控制，調(diào)速范圍廣，可達(dá)0.001-1000MM/MIN，控制定位準(zhǔn)確，反應(yīng)快，0.01秒可加到滿速度，該電機(jī)能保證滿量程速度控制準(zhǔn)確，且使用壽命長，可達(dá)幾十年，且不用維護(hù)。
5.拉力機(jī)的測控系統(tǒng)
測控系統(tǒng)就是軟件和硬件，目前市場上大部分拉力機(jī)的測控系統(tǒng)采用的是8位的單片機(jī)控制，采樣速率低，且抗干擾能力差，另外就是AD轉(zhuǎn)換器，如果AD轉(zhuǎn)換器的位數(shù)也就是分辨率低的話，那么測量也不會準(zhǔn)。
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