微機(jī)控制電子拉力試驗機(jī)結(jié)構(gòu)與原理及特點

微機(jī)控制電子拉力試驗機(jī)結(jié)構(gòu)與原理及特點
揚(yáng)州市道純試驗機(jī)械廠生產(chǎn)的微機(jī)控制電子拉力試驗機(jī)由主機(jī)、全數(shù)字測量控制系統(tǒng)、用戶軟件包、功能附件等部件組成。
1、主機(jī)

1.1  主機(jī)為門式預(yù)應(yīng)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(dǎo)向外，導(dǎo)向桿也導(dǎo)向。特殊的雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)大大提高剛度，使其達(dá)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(jié)構(gòu)，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(wěn)，響應(yīng)快，噪聲低[60dB（A）以下]。
1.6  伺服單元采用全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動器，調(diào)速范圍寬，精度高。
 2、測量控制系統(tǒng)

2.1   *的雙控制系統(tǒng)，配有大屏幕液晶顯示器，測量控制系統(tǒng)可以脫離計算機(jī)單獨(dú)工作，也可與計算機(jī)聯(lián)機(jī)操作。
2.2   移動控制盒，方便于移動橫梁調(diào)整；具有快/慢、步進(jìn)等多種控制功能便于移動橫梁位置快速、調(diào)節(jié)。。
2.3   測力和測變形分辨率高，且內(nèi)外不分檔，全程分辨率不變，用戶可根據(jù)試驗需要自行設(shè)定；
2.4   傳感器-通道頻帶寬度達(dá)4.5Hz，所測得的試驗數(shù)據(jù)和曲線真實。
2.5   測力傳感器，采用美國世銓產(chǎn)品，精度高，長時間穩(wěn)定性好。
2.6   開放式數(shù)據(jù)聯(lián)接接口，可實現(xiàn)負(fù)荷、變形、位移、速度等閉環(huán)控制，以多步驟方式控制恒負(fù)荷、恒變形、恒位移、勻應(yīng)力速率、勻應(yīng)變速率、恒速，在試驗過程中后三種方式之間無沖擊轉(zhuǎn)換；
2.7   具有超載、超行程、過壓、過流、過熱等保護(hù)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(jī)系統(tǒng)及軟件包
3.1   計算機(jī)系統(tǒng)通過串行口與測量控制系統(tǒng)通訊，工作時將全部操作納入計算機(jī)控制，在中文WINDOWS界面上用虛擬鍵盤操作。
3.2   可根據(jù)對試驗的不同要求，設(shè)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(shè)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(biāo)在曲線上得到任意采樣點的力與變形值。
3.4   可選擇應(yīng)力—應(yīng)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(diào)整坐標(biāo)保證曲線直觀完整。
3.5  可對試驗數(shù)據(jù)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(xù)、光滑、粗細(xì)適宜，曲線坐標(biāo)，坐標(biāo)標(biāo)記清楚。
3.7   同組試驗曲線疊加對比。
3.8   試驗結(jié)果可以任意存取，對曲線進(jìn)行再分析；包括數(shù)據(jù)重新計算、曲線重現(xiàn)等。
3.9   可將試驗的原始數(shù)據(jù)和試驗結(jié)果輸出到excel中，打印報表，方便用戶。
3.10  自行設(shè)置控制參數(shù)，實現(xiàn)程序自動運(yùn)行。
3.11  按用戶提供的標(biāo)準(zhǔn)（如，GB、ISO、DIN、ASTMD、JISK等）設(shè)計軟件包，除支持上面提出的功能外，還能提供各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理功能和特殊的控制功能。
     以上是部分分類，可根據(jù)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(quán)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(biāo)定值的修改；教師使用級，除力和變形標(biāo)定值修改權(quán)不開放外，其余試驗功能均開放；使用級，只開放與實驗有關(guān)的內(nèi)容，開放的范圍和權(quán)限由上課教員掌握，可根據(jù)試驗的內(nèi)容確定。
B．軟件操作面板：
軟件操作面板具有簡單、實用、可調(diào)節(jié)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(dāng)前試樣信息、力峰值（即試驗中的zui大力值）等相關(guān)試驗信息，并且用戶可以根據(jù)自己的要求對每個相關(guān)顯示項目進(jìn)行外觀尺寸、樣式、隱藏/顯示等設(shè)置。同時軟件的整體布局也可以根據(jù)用戶的需求做出靈活的調(diào)整。
試驗曲線窗口，在試驗過程中能動態(tài)實時地顯示應(yīng)力—應(yīng)變、力—變形、力—位移、力—時間、變形—時間、位移—時間（可根據(jù)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(biāo)軸對比顯示，次窗口各種曲線顯示等功能，這對于觀測閉環(huán)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(jī)死機(jī)、試驗機(jī)損壞等現(xiàn)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(shù)按步驟進(jìn)行輸入，不完成前一步驟，不能進(jìn)入下一步驟；在進(jìn)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(guī)的力、變形、位移（速度）閉環(huán)控制功能外，結(jié)合材料力學(xué)實驗教學(xué)的特點，在試驗過程中根據(jù)用戶設(shè)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(xiàn)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(jìn)行，并可以對每一步驟進(jìn)行詳細(xì)設(shè)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(diào)出模板內(nèi)容，無須重新設(shè)置。在不中止試驗的情況下，隨意更改當(dāng)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(jìn)入力– 位移試驗狀態(tài)，而不影響試驗的進(jìn)行和試驗結(jié)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(shù)中增加自動取下引伸計的功能。即在軟件設(shè)置中增加取下引伸計參數(shù)輸入窗口，在試驗前輸入該項參數(shù)（該參數(shù)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(dāng)引伸計的變形達(dá)到設(shè)置參數(shù)值時，計算機(jī)會發(fā)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(shù)指令失效，若軟件的取下引伸計參數(shù)指令先啟動，則“取下引伸計”的按鈕，操作失效。
E．?dāng)?shù)據(jù)處理分析功能
1.數(shù)據(jù)自動處理

根據(jù)所測材料不同，自動處理有關(guān)材料性能數(shù)據(jù)。如有明顯屈服現(xiàn)象的材料，應(yīng)自動判別上下屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度；無明顯屈服現(xiàn)象的材料，則不應(yīng)計算上下屈服強(qiáng)度，只計算抗拉強(qiáng)度。
對力—變形曲線，能自動計算彈性模量（按GB/T 8653 – 1988規(guī)定處理），對無明顯屈服現(xiàn)象的材料，計算規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp（按GB/T 228 – 2002規(guī)定處理）。在自動處理中，能根據(jù)試驗曲線自動判斷該材料有無明顯屈服現(xiàn)象，是該計算上下屈服強(qiáng)度還是計算規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp
數(shù)據(jù)自動處理軟件，除能處理拉伸試驗結(jié)果外，同時也能自動處理壓縮試驗結(jié)果（按GB/T 7314 – 2005規(guī)定處理）。
2.人工數(shù)據(jù)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(yīng)力—應(yīng)變曲線等；
b）  曲線分析窗口具有再現(xiàn)試驗過程的功能，在再現(xiàn)過程中，可隨意選擇相應(yīng)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(biāo)進(jìn)行放大。
d）  可在曲線（或放大的曲線）上，查找并標(biāo)出曲線中屈服點、zui大力、彈性段及各種輔助線等關(guān)鍵數(shù)據(jù)特征點，并實時顯示該特征點的坐標(biāo)（力、變形、位移、采樣時間等）。這時，顯示特征點應(yīng)為真實有效的采樣點，若不是真實有效的采樣點則不應(yīng)顯示坐標(biāo)。
e）   試驗員根據(jù)試驗曲線，判讀有關(guān)數(shù)據(jù)，輸入計算機(jī)進(jìn)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(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度；如判讀力– 變形曲線規(guī)定非比例延伸力Fp,計算材料的規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp；根據(jù)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(jié)果比較。
F．測試（實驗）報告
測試（實驗）報告包括實驗標(biāo)題、實驗內(nèi)容、試驗設(shè)備（包括測量工具、引伸計的標(biāo)距）、試樣尺寸參數(shù)、性能計算結(jié)果及試驗曲線，還包括試驗者姓名，試驗時間、試驗文件名、環(huán)境條件等。
用戶還可以根據(jù)自己的需求設(shè)置報表的打印內(nèi)容、打印樣式、報表格局等。
打印方式：A4紙，上部為試驗內(nèi)容和結(jié)果，下部為試驗曲線。