測控-試驗機技術(shù)知識研討總結會(huì )

一、概述

試驗機行業(yè)在國內有五十多年的發(fā)展史，發(fā)源于國內幾個(gè)國營(yíng)老廠(chǎng)。隨著(zhù)各行各業(yè)對試驗機產(chǎn)品需求的增長(cháng)，隨著(zhù)我國生產(chǎn)制造水平的不斷提高和測試技術(shù)的飛速發(fā)展，目前生產(chǎn)試驗機的公司和企業(yè)已遍布各地，生產(chǎn)著(zhù)幾百種規格、型號和系列的試驗機產(chǎn)品。試驗機行業(yè)主要生產(chǎn)制造以下幾類(lèi)產(chǎn)品：　
　
1.金屬材料試驗機；（應用領(lǐng)域：金屬的拉伸、壓縮等物理性能的測量）　　
2.非金屬材料試驗機：（應用領(lǐng)域：塑膠、橡膠、等非金屬物件的物理性能測試）
3.包裝件與工藝性能試驗機（包括：包裝件跌落試驗機、包裝件沖擊試驗機、摩擦磨損試驗機、彎折試驗機、校直機等）；　　
4.平衡機（包括現場(chǎng)平衡儀，主要用于測量水平）；　　
5.振動(dòng)臺（包括沖擊臺與碰撞試驗臺）；　　
6.試驗機功能附件和與試驗機相關(guān)的試驗儀器與設備?！?/strong>　

二、試驗機選型

電子材料試驗機的選型

一般企業(yè)購買(mǎi)電子材料試驗機是用來(lái)做拉伸、壓縮、彎曲、摩擦、剝離/撕裂等實(shí)驗。

1）機型的選擇:首先確定所需要測試的zui大力值,zui大力值在2KN以下,一般選用單立柱電子拉力試驗機.大于2KN到50KN一般選用雙立柱的臺式電子材料試驗機,在50KN以上是選用落地式電子材料試驗機.

2）試驗機的試驗速度和高度選擇:根據所要測的產(chǎn)品的性能，大致確定試驗機的試驗速度。了解試驗所需要的試驗空間.試驗要求的橫梁位移和垂直試驗空間,如果是彈性體的試驗,橫梁位移和垂直試驗空間會(huì )要求高一點(diǎn).具體情況需要按照實(shí)驗要求來(lái)定。

3）載荷傳感器的選擇:根據自己所做實(shí)驗的要求選擇合適的傳感器，傳感器選擇的原則是所做實(shí)驗的zui小力值不能小于傳感器zui程的10%，否則就需要選擇不同量程的傳感器。
注：一般情況下傳感器zui程的10%以下的度不穩定，測量出來(lái)的數據不。

4）試驗機柔度的選擇:任何機械系統受力后都會(huì )發(fā)生變形，不管是多么輕微的變形，這種變形被稱(chēng)為柔度。并且可以在試驗結果中導致嚴重的誤差。特別是在小行程要求的高載荷試驗中。所以，在試驗機選擇時(shí)，應選擇橫梁、載荷傳感器和夾具的剛度比較高的試驗機，以實(shí)驗結果的正確性。

5）夾具的選擇:夾具的選擇應該遵循：試樣不會(huì )滑動(dòng)、不會(huì )造成夾片斷裂，并且確保所施力的軸對稱(chēng)性的原則。有些情況下，夾持要求非常特別，會(huì )需特別設計的夾具或工裝來(lái)滿(mǎn)足特殊的試驗標準。

三、試驗機使用過(guò)程中的問(wèn)題和解決辦法

1、試驗機失速或者不動(dòng)

①電機尾部的光電開(kāi)關(guān)在長(cháng)時(shí)間運行后，一側的接受部位被磨損
  解決辦法：更換光電開(kāi)關(guān)

②軟件參數設定出現問(wèn)題
  解決辦法：重新設定軟件的參數

2、試驗機力值零點(diǎn)波動(dòng)（零點(diǎn)漂移）
試驗機在使用幾年后，力值零點(diǎn)一般會(huì )出現上下波動(dòng)

①油路堵塞（一般是在靜止不動(dòng)時(shí)，出現零點(diǎn)波動(dòng)）        
  解決辦法：重新更換油，清洗油路

②機器所用電壓不穩定
  解決辦法：使用穩壓器調整電壓

③傳感器有碰撞損傷過(guò)
  解決辦法：a、重新更換傳感器
            b、對試驗機進(jìn)行重新設置。

3、試驗機測量結果產(chǎn)生誤差
1）電子試驗機

①主機部分
  主機部分安裝不水平，將會(huì )使工作活塞和工作油缸壁產(chǎn)生摩擦力，從而產(chǎn)生誤差。一般表現為正差，并且隨著(zhù)載荷的增加，產(chǎn)生的誤差逐漸較小

②測力計部分
  測力計部分安裝不水平，將會(huì )使擺軸軸承之間產(chǎn)生摩擦力，一般變現為負差。

以上兩種誤差對小負荷測量的影響比較大，對大負荷測量的影響比較小。
解決辦法：a、首先檢查試驗機安裝是否水平，對主機用框式水平尺在工作油缸（或立柱）外圈相互垂直的兩個(gè)方向找平。

b、對測力計在擺桿正面調整測力計前后水平，將擺桿邊緣與內側刻線(xiàn)對齊固定，用水平尺靠在擺桿側面調整機體左右水平。

2）液壓試驗機
①主機部分
  主機部分產(chǎn)生摩擦力除了安裝不水平外，還有可能來(lái)自于油缸內部，油缸內部有雜物或油的粘度過(guò)大，都會(huì )產(chǎn)生摩擦力，影響測量結果。

②測力計部分
  測力計產(chǎn)生摩擦阻力的原因較多，如測力油缸與測力活塞之間有臟物，油的粘度過(guò)大，指示裝置上的從動(dòng)針摩擦力大，齒輪齒桿上有油污、臟物或齒桿上限位片壓得過(guò)緊，測力活塞皮帶磨損斷裂等。

解決辦法：a、對油缸內臟物可放油清洗并更換粘度適宜的機油
          b、測力計指示裝置從動(dòng)針摩擦力過(guò)大，齒輪齒桿過(guò)臟，可用汽油清洗并調整壓緊螺絲及齒桿上限位片，更換測力活塞上的皮帶

四、試驗機的工作原理

試驗機是現代電子技術(shù)與機械傳動(dòng)技術(shù)相結合的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮了機電各自特長(cháng)而構成的大型精密測試儀器，可對各種材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲等多項性能試驗，且有測量范圍寬、精度高、響應快等特點(diǎn)。工作可靠，效率高，可對試驗數據進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示記錄、打印。
試驗機是由測量系統、驅動(dòng)系統、控制系統、及電腦等結構組成。

1、測量系統

1）力值測量
    通過(guò)測力傳感器、放大器和數據處理系統來(lái)實(shí)現測量。zui常用的測力傳感器是應變片式傳感器，當外力作用在傳感器上時(shí)，引起傳感器輸出電壓的變化，而傳感器輸出的電壓通過(guò)放大器和數據處理系統。將電信號轉化成數值，即所施加力的大小

2）變形的測量
通過(guò)變形測量裝置來(lái)測量，它是用來(lái)測量試樣在試驗過(guò)程中產(chǎn)生的形變。
該裝置上有兩個(gè)夾頭，經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)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(shí)，帶動(dòng)光電編碼器的軸旋轉，光電編碼器就會(huì )有脈沖信號輸出。再由單片機對此信號進(jìn)行處理，就可以得出試樣的變形量。

3）橫粱位移的測量
其原理同變形測量大致相同，都是通過(guò)測量光電編碼器的輸出脈沖數來(lái)獲得橫梁的位移量。

2、驅動(dòng)系統
主要是用于試驗機的橫梁移動(dòng)，其工作原理是由伺服系統控制電機，電機經(jīng)過(guò)減速箱等一系列傳動(dòng)機構帶動(dòng)絲桿轉動(dòng)，從而達到控制橫梁移動(dòng)的目的。通過(guò)改變電機的轉速，可以改變橫梁的移動(dòng)速度。

3、控制系統
顧名思義，就是控制試驗機運作的系統，人們通過(guò)操作臺可以控制試驗機的運作，通過(guò)顯示屏可以獲知試驗機的狀態(tài)及各項試驗參數，若該機帶有電腦的話(huà)，也可以由電腦實(shí)現各項功能并進(jìn)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(guò)計算機背后的串口（COM號）進(jìn)行通信，此技術(shù)比較成熟、可靠，使用方便。

4、電腦軟件部分
用來(lái)采集和分析數據，進(jìn)入試驗界面后，電腦會(huì )不斷采集各樣試驗數據，實(shí)時(shí)畫(huà)出試驗曲線(xiàn)，自動(dòng)求出各試驗參數及輸出報表。