微機控制電子拉力試驗機結構與原理及特點

微機控制電子拉力試驗機結構與原理及特點
揚州市道純試驗機械廠生產的微機控制電子拉力試驗機由主機、全數字測量控制系統、用戶軟件包、功能附件等部件組成。
1、主機

1.1  主機為門式預應力框架，軸向剛度高。
1.2  采用圓弧同步帶輪減速，中國臺灣ABB滾珠絲杠副傳動，傳動無間隙，使試驗力和變形速度精密控制得到保證。
1.3移動橫梁除滾珠絲杠導向外，導向桿也導向。特殊的雙導向結構大大提高剛度，使其達到2×108N/m以上，而且克服了移動橫梁的擺動。
1.4  采用了單空間或者雙空間結構，雙空間型的上空間用于拉伸試驗；下空間做壓縮、彎曲試驗。
1.5  傳動平穩，響應快，噪聲低[60dB（A）以下]。
1.6  伺服單元采用全數字交流伺服電機和驅動器，調速范圍寬，精度高。
 2、測量控制系統

2.1   *的雙控制系統，配有大屏幕液晶顯示器，測量控制系統可以脫離計算機單獨工作，也可與計算機聯機操作。
2.2   移動控制盒，方便于移動橫梁調整；具有快/慢、步進等多種控制功能便于移動橫梁位置快速、調節。。
2.3   測力和測變形分辨率高，且內外不分檔，全程分辨率不變，用戶可根據試驗需要自行設定；
2.4   傳感器-通道頻帶寬度達4.5Hz，所測得的試驗數據和曲線真實。
2.5   測力傳感器，采用美國世銓產品，精度高，長時間穩定性好。
2.6   開放式數據聯接接口，可實現負荷、變形、位移、速度等閉環控制，以多步驟方式控制恒負荷、恒變形、恒位移、勻應力速率、勻應變速率、恒速，在試驗過程中后三種方式之間無沖擊轉換；
2.7   具有超載、超行程、過壓、過流、過熱等保護功能；
2.8  力通道接口可更換其它類型的力傳感器。變形通道接口亦可更換其它類型的變形傳感器。
3、計算機系統及軟件包
3.1   計算機系統通過串行口與測量控制系統通訊，工作時將全部操作納入計算機控制，在中文WINDOWS界面上用虛擬鍵盤操作。
3.2   可根據對試驗的不同要求，設置不同的試驗方案，曲線類型、計算單位、計算精度、顯示的信息、試驗條件等均可以事先在試驗方案中設置完成，用戶只需選擇不同的試驗方案，即可得到需要的信息，簡化操作。
3.3   可用鼠標在曲線上得到任意采樣點的力與變形值。
3.4   可選擇應力—應變、力—時間、力—位移、力—變形、位移—時間、變形—時間等曲線；并在試驗過程中適時切換，試驗過程中自動調整坐標保證曲線直觀完整。
3.5  可對試驗數據實時采集，繪制曲線，曲線局部放大或縮小，并打印出試驗曲線；  
3.6   顯示曲線連續、光滑、粗細適宜，曲線坐標，坐標標記清楚。
3.7   同組試驗曲線疊加對比。
3.8   試驗結果可以任意存取，對曲線進行再分析；包括數據重新計算、曲線重現等。
3.9   可將試驗的原始數據和試驗結果輸出到excel中，打印報表，方便用戶。
3.10  自行設置控制參數，實現程序自動運行。
3.11  按用戶提供的標準（如，GB、ISO、DIN、ASTMD、JISK等）設計軟件包，除支持上面提出的功能外，還能提供各種復雜的數據處理功能和特殊的控制功能。
     以上是部分分類，可根據實際需要選擇必要的附件。
4、試驗控制軟件包性能如下
A．軟件分權限管理：
軟件分級管理：管理人員級，所有試驗功能都對管理者開放，包括能對力和變形標定值的修改；教師使用級，除力和變形標定值修改權不開放外，其余試驗功能均開放；使用級，只開放與實驗有關的內容，開放的范圍和權限由上課教員掌握，可根據試驗的內容確定。
B．軟件操作面板：
軟件操作面板具有簡單、實用、可調節等特點，主要功能包括同時顯示試驗力、變形、位移、時間、控制方式、試驗速度、當前試樣信息、力峰值（即試驗中的zui大力值）等相關試驗信息，并且用戶可以根據自己的要求對每個相關顯示項目進行外觀尺寸、樣式、隱藏/顯示等設置。同時軟件的整體布局也可以根據用戶的需求做出靈活的調整。
試驗曲線窗口，在試驗過程中能動態實時地顯示應力—應變、力—變形、力—位移、力—時間、變形—時間、位移—時間（可根據操作者需要任意選擇），并且同時具有多種類型曲線在同一窗口不同坐標軸對比顯示，次窗口各種曲線顯示等功能，這對于觀測閉環控制是非常有意義的。
 
C．軟件操作方便安全性高
軟件的安全性好，不存在由于軟件誤操作而引起計算機死機、試驗機損壞等現象。為提高軟件的安全性，在試驗前增加了出錯提示信息；試驗參數按步驟進行輸入，不完成前一步驟，不能進入下一步驟；在進入試驗后，一些容易引起誤操作的按鈕失去作用，如快速按鈕、清零按鈕等。
D．控制功能
除常規的力、變形、位移（速度）閉環控制功能外，結合材料力學實驗教學的特點，在試驗過程中根據用戶設定，可自動在試驗過程中加載或卸載。以便觀察材料的冷作硬化現象、驗證胡克定律等。
同時用戶還可以將試驗分成若干步來進行，并可以對每一步驟進行詳細設置以滿足各種試驗要求。用戶還可以將各種試驗的控制信息存儲成模板以便再次使用時方便的調出模板內容，無須重新設置。在不中止試驗的情況下，隨意更改當前的控制方式。
軟件操作面板上，有“取下引伸計”的按鈕，即在力– 變形試驗中，允許在試驗過程隨時取下引伸計，同時進入力– 位移試驗狀態，而不影響試驗的進行和試驗結果。
為保證引伸計使用的安全性，除上述“取下引伸計”的按鈕外，在軟件試驗參數中增加自動取下引伸計的功能。即在軟件設置中增加取下引伸計參數輸入窗口，在試驗前輸入該項參數（該參數的范圍由引伸計的量程確定），在試驗過程中，若操作者忘記取下引伸計，當引伸計的變形達到設置參數值時，計算機會發出警告（如音樂聲），提醒操作者取下引伸計。這兩項操作是一致的，若先按下“取下引伸計”的按鈕，軟件的取下引伸計參數指令失效，若軟件的取下引伸計參數指令先啟動，則“取下引伸計”的按鈕，操作失效。
E．數據處理分析功能
1.數據自動處理

根據所測材料不同，自動處理有關材料性能數據。如有明顯屈服現象的材料，應自動判別上下屈服強度、抗拉強度；無明顯屈服現象的材料，則不應計算上下屈服強度，只計算抗拉強度。
對力—變形曲線，能自動計算彈性模量（按GB/T 8653 – 1988規定處理），對無明顯屈服現象的材料，計算規定非比例延伸強度Rp（按GB/T 228 – 2002規定處理）。在自動處理中，能根據試驗曲線自動判斷該材料有無明顯屈服現象，是該計算上下屈服強度還是計算規定非比例延伸強度Rp
數據自動處理軟件，除能處理拉伸試驗結果外，同時也能自動處理壓縮試驗結果（按GB/T 7314 – 2005規定處理）。
2.人工數據處理

a）  功能齊全的曲線分析窗口，可隨意改變曲線顯示方式，如力-  變形曲線、力—位移曲線、力—時間曲線、變形（或位移）—時間曲線、應力—應變曲線等；
b）  曲線分析窗口具有再現試驗過程的功能，在再現過程中，可隨意選擇相應的試驗曲線。
c）  曲線放大功能，可任意放大曲線（即多次放大），也可人為輸入給定的坐標進行放大。
d）  可在曲線（或放大的曲線）上，查找并標出曲線中屈服點、zui大力、彈性段及各種輔助線等關鍵數據特征點，并實時顯示該特征點的坐標（力、變形、位移、采樣時間等）。這時，顯示特征點應為真實有效的采樣點，若不是真實有效的采樣點則不應顯示坐標。
e）   試驗員根據試驗曲線，判讀有關數據，輸入計算機進行計算。如判讀上下屈服力、zui大破壞力，計算材料的上下屈服強度和抗拉強度；如判讀力– 變形曲線規定非比例延伸力Fp,計算材料的規定非比例延伸強度Rp；根據力– 變形曲線彈性直線段計算材料的彈性模量等。
f.）  人工處理與自動處理結果比較。
F．測試（實驗）報告
測試（實驗）報告包括實驗標題、實驗內容、試驗設備（包括測量工具、引伸計的標距）、試樣尺寸參數、性能計算結果及試驗曲線，還包括試驗者姓名，試驗時間、試驗文件名、環境條件等。
用戶還可以根據自己的需求設置報表的打印內容、打印樣式、報表格局等。
打印方式：A4紙，上部為試驗內容和結果，下部為試驗曲線。