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    蘇州雙康檢測設備有限公司
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    淺談電子拉力試驗機的測量系統

    點擊次數:980 更新時間:2020-02-24
      電子拉力試驗機是由測量系統、驅動系統、控制系統及電腦(電腦系統型拉力試驗機)等結構組成。
     
      拉力試驗機的測量系統
     
      1.力值的測量
     
      通過測力傳感器、放大器和數據處理系統來實現測量,常用的測力傳感器是應變片式傳感器。
     
      所謂應變片式傳感器,就是由【應變片】、彈性元件和某些附件(補償元件、防護罩、接線插座、加載件組成),能將某種機械量變成電量輸出的器件。應變片式的拉、壓力傳感器國內外種類繁多,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。
     
      從材料力學上得知,在小變形條件下,一個彈性元件某一點的應變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,當傳感器受到拉 力P的作用時,由于彈性元件表面粘貼有應變片,因為彈性元件的應變與外力P的大小成正比例,故此將應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。
     
      對于傳感器,一般采用差動全橋測量,即將所粘貼的應變片組成橋路,
     
      R1、R2、R3、R4,實際為阻值相等的4片(或8片)應變片,即R1=R2=R3=R4,當傳感器受到外力(拉力或壓力)作用時,傳感器彈性元件 產生應變而使各電阻值發生變化,其變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4,結果原來平衡的電橋,現在不平衡了,橋路就有電壓輸出,設△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
     
      進一步簡化有
     
      △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引起傳感器內應變片的變形,導致電橋的不平衡,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,傳感器的輸出信號都是非常微弱的,通常只有幾個mV,如果我們直接對此信號進行測量,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放大,放大后的信號電壓可達10V,此時的信號為模擬信號,這個模擬信號經過多路開關和A/D轉換芯片轉變為數字信號,然后進行數 據處理,至此,力的測量告一段落。
     
      2.形變的測量
     
      通過形變測量裝置來測量,它是用來測量試樣在試驗過程中產生的形變。
     
      該裝置上有兩個夾頭,經過一系列傳動機構與裝在測量裝置頂部的【光電編碼器】連在一起,當兩夾頭間的距離發生變化時,帶動光電編碼器的軸旋轉,光電編碼器就會有脈沖信號輸出。再由處理器對此信號進行處理,就可以得出試樣的變形量。
     
      3.橫梁位移的測量
     
      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來獲得橫梁的位移量。

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