電腦式拉力試驗(yàn)機(jī)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)電各自特長而構(gòu)成的大型精密測試儀器,，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。

電腦式拉力試驗(yàn)機(jī)是由測量系統(tǒng),、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),、控制系統(tǒng)、及電腦等組成,。

    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(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(duì)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(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(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)過多路開關(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(hào)輸出,。再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)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(hào)）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(yàn)界面后，電腦會(huì)不斷采集各樣試驗(yàn)數(shù)據(jù),，實(shí)時(shí)畫出試驗(yàn)曲線,，自動(dòng)求出各試驗(yàn)參數(shù)及輸出報(bào)表。