| 電子拉力試驗(yàn)機(jī)的工作原理 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(shí)現(xiàn)測量,，zui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(bǔ)償元件、防護(hù)罩,、接線插座,、加載件組成），能將某種機(jī)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(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)傳感器受到拉力P的作用時(shí)，由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片,，因?yàn)閺椥栽膽?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(dòng)全橋測量,，即將所粘貼的應(yīng)變片組成橋路,， R1、R2,、R3,、R4，實(shí)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(shí)，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(gè)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(shí)的信號為模擬信號,，這個(gè)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(yàn)過程中產(chǎn)生的形變,。 該裝置上有兩個(gè)夾頭,，經(jīng)過一系列傳動(dòng)機(jī)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(shí),，帶動(dòng)光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn),，光電編碼器就會(huì)有脈沖信號輸出。再由單片機(jī)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(dòng)系統(tǒng) 主要是用于試驗(yàn)機(jī)的橫梁移動(dòng),，其工作原理是由伺服系統(tǒng)控制電機(jī)，電機(jī)經(jīng)過減速箱等一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),，從而達(dá)到控制橫梁移動(dòng)的目的,。通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以改變橫梁的移動(dòng)速度,。 三.控制系統(tǒng) 顧名思義,，就是控制試驗(yàn)機(jī)運(yùn)作的系統(tǒng)，人們通過操作臺(tái)可以控制試驗(yàn)機(jī)的運(yùn)作,，通過顯示屏可以獲知試驗(yàn)機(jī)的狀態(tài)及各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù),，若該機(jī)帶有電腦的話，也可以由電腦實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析,、試驗(yàn)結(jié)果打印,。試驗(yàn)機(jī)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(jì)算機(jī)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 |
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