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拉力機的組成結構介紹
閱讀：1503 發(fā)布時間：2021-11-6
拉力機又名萬能材料試驗機萬能試驗機是用來針對各種材料進行靜載、拉伸、壓縮、彎曲、剪切、撕裂、剝離等力學性能試驗用的機械加力的試驗機，適用于塑料板材、管材、異型材，塑料薄膜及橡膠、電線電纜、鋼材、玻纖維等材料的各種物理機械性能測試為材料開發(fā)，為物性試驗、教學研究、質(zhì)量控制等*的檢測設備。
拉力機是現(xiàn)代電子技術與機械傳動技術相結合的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮了機電各自特長而構成的大型精密測試儀器，具有測量范圍寬、精度高、響應快等特點。工作可靠，效率高，可對試驗數(shù)據(jù)進行實時顯示記錄、打印。
拉力機是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、及電腦等結構組成。
一、拉力機測量系統(tǒng)
(a)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變片式傳感器。
所謂應變片式傳感器，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)，能將某種機械量變成電量輸出的器件。
應變片式的拉、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。
從材料力學上得知，在小變形條件下，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型傳感器為例，當傳感器受到拉力P的作用時，由于彈性元件表面粘貼有應變片，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電路中，即可通過測出其輸出電壓，從而測出力的大小。
對于傳感器，一般采用差動全橋測量，即將所粘貼的應變片組成橋路，簡單來說，外力P引起傳感器內(nèi)應變片的變形，導致電橋的不平衡，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10V，此時的信號為模擬信號，這個模擬信號經(jīng)過多路開關和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后進行數(shù)據(jù)處理，至此，力的測量告一段落。
(b)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。
該裝置上有兩個夾頭，經(jīng)過一系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行處理，就可以得出試樣的變形量。
(c)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、拉力機驅(qū)動系統(tǒng)
主要是用于萬能材料試驗機的橫梁移動，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帶動絲桿轉(zhuǎn)動，從而達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、拉力機控制系統(tǒng)
顧名思義，就是控制電腦伺服系統(tǒng)萬能材料試驗機運作的系統(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)各項功能并進行數(shù)據(jù)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，它通過計算機背后的串口(COM號)進行通信，此技術比較成熟、可靠，使用方便。
四、拉力機電腦
用來采集和分析數(shù)據(jù)，進入試驗界面后，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。