淺述電子拉力試驗機的基本工作原理

測量系統(tǒng)原理：

電子式拉力試驗機主要是用以檢測材料的承受載荷大小、試樣的變形量及中橫梁位移多少等。載荷測量是通過應(yīng)變式載荷傳感器及其放大器來實現(xiàn)的。電子萬能試驗機的特點之一是載荷測量范圍寬，小自幾克，大至上百噸，都可以滿足精度指標要求。它一方面是通過更換不同量程的載荷傳感器，另一方面是改變高性能載荷放大器的放大倍數(shù)來實現(xiàn)的。放大倍數(shù)一般分為1、2、5、10、20、50、100等，前六檔與不同量程的傳感器配合實現(xiàn)整機載荷量程的覆蓋，以滿足全載荷試驗量程的覆蓋。以100kN機為例，只選用四個載荷傳感器就可以達到全載荷試驗量程的要求，如力傳感器容量與放大器檔級的測量范圍表所示。100kN載荷傳感器載荷范圍為2000~100000N，2000N載荷傳感器載荷范圍40~2000N，50N載荷傳感器載荷范圍為1~50N，1N載荷傳感器載荷范圍為0.05~1N，這樣就實現(xiàn)了0.05-100000N的全部試驗載荷的覆蓋。

驅(qū)動系統(tǒng)原理：

電子式拉力試驗機驅(qū)動系統(tǒng)是由速度設(shè)定單元、伺服放大器、功率放大器、速度與位置檢測器、直流伺服電動機及傳動機構(gòu)組成。由直流伺服電動機驅(qū)動主齒輪箱，帶動絲杠使中橫梁上下移動，結(jié)果實現(xiàn)了拉伸、壓縮和各種循環(huán)試驗。速度設(shè)定單元主要是給出了與速度相對應(yīng)的準確模擬電壓值或數(shù)字量，要求精度高穩(wěn)定可靠，并且范圍寬。通常為1:10000(0.05~500mm/min)，1100 系列電子拉伸機速度范圍最寬1:20000(0.05~1000mm/min)。伺服放大器的作用實際上是一個將速度給定信號、速度檢側(cè)信號、位置檢側(cè)信號及功率放大器的電流大小匯總在一起，按要求運算后發(fā)出指令去驅(qū)動功率放大器，進而使直流伺服電動機按預(yù)先給定速度轉(zhuǎn)動。這一伺服控制系統(tǒng)有三個環(huán)路，即通常所說的速度、位置及電流反饋。采用了光電編碼器之類的解析器作為檢測元件的位置反饋系統(tǒng)是速度控制精度高的基本保證。

載荷機架原理：

電子式拉力試驗機的載荷機架包括上橫梁、中橫梁、臺面和絲杠副。有的試驗機用兩根圓柱與上橫梁和臺面構(gòu)成框架，這兩根圓柱作為中橫梁上下運動的導(dǎo)向柱;也有的用槽鋼與上橫梁和臺面構(gòu)成框架，這樣既保證了機架的剛度又使機架結(jié)構(gòu)勻稱合理。傳動載荷的一對絲杠，有的試驗機選用梯形絲杠，有的則為了提高傳動效率選用了滾珠絲杠，而且絲杠與中橫梁嚙合處采用了消隙結(jié)構(gòu)。這樣使試驗機在作全反復(fù)試驗時，大大減少了載荷換向間隙，從而提高了傳動精度。