更新時間(jiān):2011-09-09
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膠帶拉力試驗機也稱電子(zǐ)拉(lā)力(lì)試驗機是由測量係統、驅動係統、控製係統、及電腦等結構組成。
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常用的測力傳感器是(shì)應變片式傳 感(gǎn)器。
所(suǒ)謂應變片(piàn)式傳感器,就是由應變片、彈性元件和某(mǒu)些附件(補償元件、防護罩、接線(xiàn)插 座、加載件組成),能將某種機械(xiè)量變成電量(liàng)輸出的器(qì)件。
應變片式的拉、壓力傳感(gǎn)器國內外種類繁多(duō),主要有筒狀力傳感器、輪(lún)輻式力傳感器、S 雙連孔型傳感器、十字梁式傳(chuán)感(gǎn)器等類型。
從(cóng)材料力學上得知,在(zài)小變形條件下(xià),一個彈性元件某一點的應變ε與彈性(xìng)元件所受的力 成正比,也與彈性的變形成正比。以(yǐ)S型傳感器為例,當傳感器受到拉力P的作(zuò)用時,由於 彈性元件(jiàn)表麵粘貼有(yǒu)應變片,因為彈性元件(jiàn)的應變與外力P的大小成正比例,故此(cǐ)將應變 片接(jiē)入測量電路中,即可通過測出其輸出電壓(yā),從而測出力的大小(xiǎo)。
對於電子拉(lā)力試驗機傳感器,一般采用差動全橋(qiáo)測(cè)量,即將所粘貼的應變片組成橋路,R1、R2、R3、R4,實(shí)際為阻(zǔ)值相等的4片(或8片)應變(biàn)片,即R1=R2=R3=R4,當傳感器受到外 力(拉力或(huò)壓力)作用時,傳感器彈性元件產生應(yīng)變而使(shǐ)各電阻值發(fā)生變化,其變化值分別 為△R1△、R2、△R3、△R4,結果原來平衡的電橋,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(dài)上上式則有 △E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4)
簡單來說,外力P引起傳感器內(nèi)應變片的變形,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(dà)小(xiǎo)了。
一般來說,傳感器的(de)輸出信號都是非常微弱的,通常隻有幾個mV,如果我們直接(jiē)對此信號 進(jìn)行(háng)測(cè)量,是非常困難的(de),並且不能(néng)滿(mǎn)足高精度測量(liàng)要求。因此必須通過放大器將此微弱 信號放(fàng)大,放大後的信號電壓可達10V,此時(shí)的信號為模擬信號,這個模擬信號經(jīng)過多路 開關和A/D轉換芯片轉變(biàn)為數字信號,然後進行數據處理,至此,力(lì)的測量告一(yī)段落。
2、變形的測(cè)量:通過變形測量裝置來測量,它是用來(lái)測量(liàng)試樣在試驗過程中產生的形(xíng)變(biàn)。
該裝置上有兩個夾頭,經過(guò)一係列傳動機構與裝在測量(liàng)裝置頂部的光電編碼(mǎ)器(qì)連在一起, 當兩夾頭間的距離發生變化時,帶動光電(diàn)編碼器的(de)軸旋轉,光電編碼器就會有脈衝信號輸(shū) 出。再由單片機對此信號進行處理,就可以得出試樣的變形量。
3、橫粱位(wèi)移的測量:其原理同變形測量大致相同,都(dōu)是通過(guò)測量光電編碼(mǎ)器的輸出脈衝 數來獲得橫梁的位移量。
二、電子拉力試(shì)驗機驅動係統
主要是用於試驗機的橫梁移動,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(xì)列傳動機構帶動絲杆轉動,從而達到控(kòng)製橫梁移(yí)動(dòng)的目的(de)。通過改變電機(jī)的(de)轉速,可以 改變橫梁的移動速度。
顧名思(sī)義,就是控製(zhì)試驗機運(yùn)作的係(xì)統,人們通過操(cāo)作台可以控製試驗機的運作,通過顯 示屏可以(yǐ)獲知試驗機(jī)的狀態及各項試驗參(cān)數,若該機帶有電腦(nǎo)的話,也可以由電腦實現各 項功能並進行(háng)數據處理分析、試驗結果打印(yìn)。
試驗機同電腦之間的(de)通信一般都是使(shǐ)用RS232串(chuàn)行通信方式,它通(tōng)過計算機(jī)背後的串口 (COM號)進行通信,此技術比較成(chéng)熟、可靠,使用方(fāng)便。
用來采(cǎi)集和分析數據,進入試驗界麵後,電腦會不斷采集各樣試驗數據,實時畫(huà)出試驗曲(qǔ) 線,自動求出各試驗參數及輸出報表。
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