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淺談電子拉力試驗(yàn)機(jī)的工作原理

發(fā)布日期：2014-04-25 信息來(lái)源：未知瀏覽次數(shù)：1294

電子式拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)是現(xiàn)代電子技能與機(jī)械傳動(dòng)技能相結(jié)合的產(chǎn)品，是充分發(fā)揮了機(jī)電各自專長(zhǎng)而構(gòu)成的大型精細(xì)測(cè)驗(yàn)儀器

，可對(duì)各種資料進(jìn)行拉伸

、壓縮

、曲折等多項(xiàng)功用實(shí)驗(yàn)，且有丈量規(guī)模寬、精度高

、呼應(yīng)快等特色

。作業(yè)牢靠，效率高

，可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯現(xiàn)記載

、打印。電子式拉力實(shí)驗(yàn)機(jī)是由丈量體系

、驅(qū)動(dòng)體系

、操控體系、及電腦等布局構(gòu)成

。

一. 丈量體系

1. 力值的丈量

經(jīng)過(guò)測(cè)力傳感器

、擴(kuò)大器和數(shù)據(jù)處置體系來(lái)完成丈量，常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器

。所謂應(yīng)變片式傳感器

，即是由應(yīng)變片、彈性元件和某些附件(抵償元件

、防護(hù)罩

、接線插座、加載件構(gòu)成)

，能將某種機(jī)械量成為電量輸出的器件

。應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國(guó)內(nèi)外品種繁復(fù)

，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

。從資料力學(xué)上得知，在小變形條件下

，一個(gè)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

，也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例

，當(dāng)傳感器遭到拉力P的作用時(shí)

，由于彈性元件外表張貼有應(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)變片接入丈量電路中

，即可經(jīng)過(guò)測(cè)出其輸出電壓，然后測(cè)出力的巨細(xì)

。關(guān)于傳感器

，通常選用差動(dòng)全橋丈量

，行將所張貼的應(yīng)變片構(gòu)成橋路，R1

、R2

、R3、R4

，實(shí)踐為阻值持平的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)作用時(shí)

，傳感器彈性元件發(fā)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)生改動(dòng)

，其改動(dòng)值分別為△R1△、R2

、△R3

、△R4，成果本來(lái)平衡的電橋

，如今不平衡了

，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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)

，外力P致使傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形

，致使電橋的不平衡，然后致使傳感器輸出電壓的改動(dòng)

，咱們經(jīng)過(guò)丈量輸出電壓的改動(dòng)就能夠曉得力的巨細(xì)了

。

通常來(lái)說(shuō)，傳感器的輸出信號(hào)都是十分弱小的

，通常只要幾個(gè)mV

，假如咱們直接對(duì)此信號(hào)進(jìn)行丈量，是十分艱難的

，而且不能滿意高精度丈量需求

。因而必須經(jīng)過(guò)擴(kuò)大器將此弱小信號(hào)擴(kuò)大

，擴(kuò)大后的信號(hào)電壓可達(dá)10V

，此刻的信號(hào)為模擬信號(hào)，這個(gè)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)多路開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)

，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處置

，至此，力的丈量告一段落

。

2. 變形的丈量

經(jīng)過(guò)變形丈量設(shè)備來(lái)丈量

，它是用來(lái)丈量試樣在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的形變。該設(shè)備上有兩個(gè)夾頭

，經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)組織與裝在丈量設(shè)備頂部的光電編碼器連在一起

，當(dāng)兩夾頭間的間隔發(fā)生改動(dòng)時(shí)

，股動(dòng)光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn)，光電編碼器就會(huì)有脈沖信號(hào)輸出

。再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處置

，就能夠得出試樣的變形量。

3橫粱位移的丈量

其原理同變形丈量大致一樣

，都是經(jīng)過(guò)丈量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來(lái)獲得橫梁的位移量

。

二. 驅(qū)動(dòng)體系

主要是用于實(shí)驗(yàn)機(jī)的橫梁移動(dòng)，其作業(yè)原理是由伺服體系操控電機(jī)

，電機(jī)經(jīng)過(guò)減速箱等一系列傳動(dòng)組織股動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)

，然后到達(dá)操控橫梁移動(dòng)的意圖。經(jīng)過(guò)改動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速

，能夠改動(dòng)橫梁的移動(dòng)速度

。

三. 操控體系

望文生義，即是操控實(shí)驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的體系

，大家經(jīng)過(guò)操作臺(tái)能夠操控實(shí)驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作

，經(jīng)過(guò)顯現(xiàn)屏能夠獲悉實(shí)驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)及各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，若該機(jī)帶有電腦的話

，也能夠由電腦完成各項(xiàng)功用并進(jìn)行數(shù)據(jù)處置剖析

、實(shí)驗(yàn)成果打印。實(shí)驗(yàn)機(jī)同電腦之間的通訊通常都是運(yùn)用RS232串行通訊方法

，它經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)背面的串口(COM號(hào))進(jìn)行通訊

，此技能對(duì)比老練、牢靠

，運(yùn)用方便

。

四. 電腦

用來(lái)收集和剖析數(shù)據(jù)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面后

，電腦會(huì)不斷收集各樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

，實(shí)時(shí)畫出實(shí)驗(yàn)曲線，自動(dòng)求出各實(shí)驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表

。

上一篇：常見(jiàn)的幾款拉力試驗(yàn)機(jī)
下一篇：如何選購(gòu)適合拉力試驗(yàn)機(jī)

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