拉力試驗機是現(xiàn)代電子技術(shù)與機械傳動技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,，是充分發(fā)揮了機電各自特長而構(gòu)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(yīng)快等特點,。工作可靠，效率高,，可對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行實時顯示記錄,、打印。
拉力試驗機是由測量系統(tǒng),、驅(qū)動系統(tǒng),、控制系統(tǒng)、及電腦等結(jié)構(gòu)組成,。
一.測量系統(tǒng)
1． 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(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（補償元件,、防護(hù)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(yīng)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(xué)上得知，在小變形條件下,，一個彈性元件某一點的應(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)傳感器受到拉力P的作用時,，由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片,，因為彈性元件的應(yīng)變與外力P的大小成正比例，故此將應(yīng)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(yīng)變片組成橋路，
R1,、R2,、R3、R4,，實際為阻值相等的4片（或8片）應(yīng)變片,，即R1=R2=R3=R4，當(dāng)傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時,，傳感器彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)生變化,，其變化值分別為△R1△、R2,、△R3,、△R4,，結(jié)果原來平衡的電橋,，現(xiàn)在不平衡了，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為外電源供給橋路的電壓
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）
簡單來說,，外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)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(jìn)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(dá)10V,，此時的信號為模擬信號,，這個模擬信號經(jīng)過多路開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,，至此,，力的測量告一段落。
2． 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(gòu)與裝在測量裝置頂部的光電編碼器連在一起,，當(dāng)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(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,，都是通過測量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來獲得橫梁的位移量,。
二.驅(qū)動系統(tǒng)
主要是用于試驗機的橫梁移動，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(gòu)帶動絲桿轉(zhuǎn)動,，從而達(dá)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.控制系統(tǒng)
顧名思義，就是控制試驗機運作的系統(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(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,、試驗結(jié)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(jìn)行通信,，此技術(shù)比較成熟、可靠,，使用方便,。
四.電腦
用來采集和分析數(shù)據(jù)，進(jìn)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
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