是現(xiàn)代電子技術(shù)與機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,，是充分發(fā)揮了機(jī)電各自特長(zhǎng)而構(gòu)成的大型精密測(cè)試儀器，可對(duì)各種材料進(jìn)行拉伸,、壓縮,、彎曲等多項(xiàng)性能試驗(yàn)，且有測(cè)量范圍寬,、精度高,、響應(yīng)快等特點(diǎn)。工作可靠,，效率高,，可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示記錄,、打印,。
電子式拉力試驗(yàn)機(jī)是由測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),、控制系統(tǒng),、及電腦等結(jié)構(gòu)組成,。
一.電子式拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)量系統(tǒng)
1. 力值的測(cè)量
通過(guò)測(cè)力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)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，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(guó)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(cè)量電路中,，即可通過(guò)測(cè)出其輸出電壓，從而測(cè)出力的大小,。
電子式拉力試驗(yàn)機(jī)對(duì)于傳感器,，一般采用差動(dòng)全橋測(cè)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(lái)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，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(guò)測(cè)量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了,。
一般來(lái)說(shuō),，傳感器的輸出信號(hào)都是非常微弱的，通常只有幾個(gè)mV,，如果我們直接對(duì)此信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,，是非常困難的，并且不能滿足高精度測(cè)量要求,。因此必須通過(guò)放大器將此微弱信號(hào)放大,，放大后的信號(hào)電壓可達(dá)10V，此時(shí)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)處理，至此，力的測(cè)量告一段落,。