電子式拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)是現(xiàn)代技能與機(jī)械傳動技能相連系的產(chǎn)品，是充沛發(fā)揚(yáng)了機(jī)電各自專長而組成的大型精細(xì)測試儀器，可對各類資料進(jìn)行拉伸、緊縮、彎曲等多項(xiàng)功能實(shí)驗(yàn)，且有測量局限寬、精度高、呼應(yīng)快等特點(diǎn)。任務(wù)牢靠，效率高，可對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時顯示記載、打印。
電子式拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、節(jié)制系統(tǒng)、及電腦等構(gòu)造構(gòu)成。
一.測量系統(tǒng)
1． 電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)力值的測量
經(jīng)過測力傳感器、擴(kuò)大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)來完成測量，最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)械質(zhì)變成電量輸出的器件。
應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國表里品種繁復(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。
從資料力學(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，也與彈性的變構(gòu)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?yàn)閺椥栽獗碚迟N有應(yīng)變片，由于彈性元件的應(yīng)變與外力P的巨細(xì)成正比例，故此將應(yīng)變片接入測量電路中，即可經(jīng)過測出其輸出電壓，然后測出力的巨細(xì)。
關(guān)于傳感器，普通采用差動全橋測量，行將所粘貼的應(yīng)變片構(gòu)成橋路，R1、R2、R3、R4，實(shí)踐為阻值相等的4片(或8片)應(yīng)變片，即R1=R2=R3=R4，當(dāng)傳感器遭到外力(拉力或壓力)效果時，傳感器彈性元件發(fā)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)作轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變值辨別為△R1△、R2、△R3、△R4，后果本來均衡的電橋，目前不服衡了，橋路就有電壓輸出，設(shè)△E
則△E= [R1R2/(R1+R2)2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U式中U為外電源供應(yīng)橋路的電壓進(jìn)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，招致電橋的不服衡，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)變就可以曉得力的巨細(xì)了。
普通來說，傳感器的輸出旌旗燈號都長短常微弱的，凡間只要幾個mV，假如我們直接對此旌旗燈號進(jìn)行測量，長短常堅(jiān)苦的，而且不克不及知足高精度測量要求。因而必需經(jīng)過擴(kuò)大器將此微弱旌旗燈號擴(kuò)大，擴(kuò)大后的旌旗燈號電壓可達(dá)10V，此時的旌旗燈號為模仿旌旗燈號，這個模仿旌旗燈號經(jīng)由多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片改變?yōu)閿?shù)字旌旗燈號，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處置，至此，力的測量告一段落。
2． 電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)變形的測量
經(jīng)過變形測量安裝來測量，它是用來測量試樣在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中發(fā)生的形變。
該安裝上有兩個夾頭，經(jīng)由一系傳記念頭構(gòu)與裝在測量安裝頂部的光電編碼器連在一同，當(dāng)兩夾頭間的間隔發(fā)作轉(zhuǎn)變時，帶動光電編碼器的軸扭轉(zhuǎn)，光電編碼器就會有脈沖旌旗燈號輸出。再由單片機(jī)對此旌旗燈號進(jìn)行處置，就可以得出試樣的變形量。
3電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)橫粱位移的測量
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。
二.驅(qū)動系統(tǒng)
首要是用于實(shí)驗(yàn)機(jī)的橫梁挪動，其任務(wù)道理是由伺服系統(tǒng)節(jié)制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)由減速箱等一系傳記念頭構(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)變，然后到達(dá)節(jié)制橫梁挪動的目標(biāo)。經(jīng)過改動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改動橫梁的挪動速度。
三.節(jié)制系統(tǒng)
望文生義，就是節(jié)制實(shí)驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的系統(tǒng)，人們經(jīng)過操作臺可以節(jié)制實(shí)驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作，經(jīng)過顯示屏可以獲知實(shí)驗(yàn)機(jī)的形態(tài)及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，若該機(jī)帶有電腦的話，也可以由電腦完成各項(xiàng)功用并進(jìn)行數(shù)據(jù)處置剖析、實(shí)驗(yàn)后果打印。實(shí)驗(yàn)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(COM號)進(jìn)行通訊，此技能比擬成熟、牢靠，運(yùn)用便利。
四.電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)的上位機(jī)--電腦
用來采集和剖析數(shù)據(jù)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面后，電腦會不時采集各樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，及時畫出實(shí)驗(yàn)曲線，主動求出各實(shí)驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表。
電子式拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)是現(xiàn)代技能與機(jī)械傳動技能相連系的產(chǎn)品，是充沛發(fā)揚(yáng)了機(jī)電各自專長而組成的大型精細(xì)測試儀器，可對各類資料進(jìn)行拉伸、緊縮、彎曲等多項(xiàng)功能實(shí)驗(yàn)，且有測量局限寬、精度高、呼應(yīng)快等特點(diǎn)。任務(wù)牢靠，效率高，可對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時顯示記載、打印。
電子式拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)是由測量系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、節(jié)制系統(tǒng)、及電腦等構(gòu)造構(gòu)成。
一.測量系統(tǒng)
1． 電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)力值的測量
經(jīng)過測力傳感器、擴(kuò)大器和數(shù)據(jù)處置系統(tǒng)來完成測量，最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)械質(zhì)變成電量輸出的器件。
應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國表里品種繁復(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。
從資料力學(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，也與彈性的變構(gòu)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?yàn)閺椥栽獗碚迟N有應(yīng)變片，由于彈性元件的應(yīng)變與外力P的巨細(xì)成正比例，故此將應(yīng)變片接入測量電路中，即可經(jīng)過測出其輸出電壓，然后測出力的巨細(xì)。
關(guān)于傳感器，普通采用差動全橋測量，行將所粘貼的應(yīng)變片構(gòu)成橋路，R1、R2、R3、R4，實(shí)踐為阻值相等的4片(或8片)應(yīng)變片，即R1=R2=R3=R4，當(dāng)傳感器遭到外力(拉力或壓力)效果時，傳感器彈性元件發(fā)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)作轉(zhuǎn)變，其轉(zhuǎn)變值辨別為△R1△、R2、△R3、△R4，后果本來均衡的電橋，目前不服衡了，橋路就有電壓輸出，設(shè)△E
則△E= [R1R2/(R1+R2)2 ]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U式中U為外電源供應(yīng)橋路的電壓進(jìn)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，招致電橋的不服衡，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)變就可以曉得力的巨細(xì)了。
普通來說，傳感器的輸出旌旗燈號都長短常微弱的，凡間只要幾個mV，假如我們直接對此旌旗燈號進(jìn)行測量，長短常堅(jiān)苦的，而且不克不及知足高精度測量要求。因而必需經(jīng)過擴(kuò)大器將此微弱旌旗燈號擴(kuò)大，擴(kuò)大后的旌旗燈號電壓可達(dá)10V，此時的旌旗燈號為模仿旌旗燈號，這個模仿旌旗燈號經(jīng)由多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片改變?yōu)閿?shù)字旌旗燈號，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處置，至此，力的測量告一段落。
2． 電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)變形的測量
經(jīng)過變形測量安裝來測量，它是用來測量試樣在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中發(fā)生的形變。
該安裝上有兩個夾頭，經(jīng)由一系傳記念頭構(gòu)與裝在測量安裝頂部的光電編碼器連在一同，當(dāng)兩夾頭間的間隔發(fā)作轉(zhuǎn)變時，帶動光電編碼器的軸扭轉(zhuǎn)，光電編碼器就會有脈沖旌旗燈號輸出。再由單片機(jī)對此旌旗燈號進(jìn)行處置，就可以得出試樣的變形量。
3電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)橫粱位移的測量
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。
二.驅(qū)動系統(tǒng)
首要是用于實(shí)驗(yàn)機(jī)的橫梁挪動，其任務(wù)道理是由伺服系統(tǒng)節(jié)制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)由減速箱等一系傳記念頭構(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)變，然后到達(dá)節(jié)制橫梁挪動的目標(biāo)。經(jīng)過改動電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改動橫梁的挪動速度。
三.節(jié)制系統(tǒng)
望文生義，就是節(jié)制實(shí)驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的系統(tǒng)，人們經(jīng)過操作臺可以節(jié)制實(shí)驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作，經(jīng)過顯示屏可以獲知實(shí)驗(yàn)機(jī)的形態(tài)及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，若該機(jī)帶有電腦的話，也可以由電腦完成各項(xiàng)功用并進(jìn)行數(shù)據(jù)處置剖析、實(shí)驗(yàn)后果打印。實(shí)驗(yàn)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(COM號)進(jìn)行通訊，此技能比擬成熟、牢靠，運(yùn)用便利。
四.電子拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)的上位機(jī)--電腦
用來采集和剖析數(shù)據(jù)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面后，電腦會不時采集各樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，及時畫出實(shí)驗(yàn)曲線，主動求出各實(shí)驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表。
