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试验机基础知识
一、什么叫试验机
我们通常所见的试验机实际应叫做材料试验机,它是一种用来验测各种材料式部件的机械物理性能的仪器。
二、材料试验机的分类
材料试验机的分类方法很多,常见的有:
 a)按照出力源的类型分主要有电机、液压、气动、电磁等几种;
 b)按测量结束的指示类型分主要有数显、指针;
 c)按试样所受有载与时间的关系主要有:静太机和疲劳机。
 d)按控制方式分主要有开环控制(手动控制)和闭环控制(自动控制) 对于闭环控制等觉的控制类型有:速度控制、载荷控制、变形控制、位置控制。
 e)按用途分主要有通用机(万能机)、专用机。专用机的种类很多,如:水泥压力机、红砖压力机、线弯曲疲劳机、软忧机、电瓷弯扭机、卧拉等等,远平衡机,远三轴、振动台。
 f)试验方法与试验机一般来说试验机只有两种:运动方向(或受力方向),一种是拉,一种是压,我们通常所见的拉、压、弯、剪、剥、撕、穿、磨损等等,这种对试样而言的。
三、检测与控制
检测与控制是两个不同的概念,但又不可分割,一般来说,对于一个特定的系统,在一个特定的试验条件下,它只是控制了一特定参数,如我公司的电拉,它只控制试台的移动速度,而检测量一般来说不止一个,如电拉一般有载荷、位移、变形等检测环节。
四、检测分档与控制分档
检测分档:可分提高测量的灵敏度,解决大管理站称小物的问题。控制分档:用来解决精确“定位”的问题,同时也解决测量精度的问题。
五、分档放大与量程分档的关系
这是两个不同的概念,但又相互关联。分档放大是指传感器放大器的一个局部参数,而量程分档是指试验机的一个对部特性参数。对用户而言后者有实际的含义,而前者并不需要用户关注。
六、D/A、A/D转换器

D/A----数字量转换的量 A/D----模拟量黑心数字量数字量比如:一杯黄豆,你可心用多少粒豆子来数出它的多少,但数量总是1、2、3、4、……n。模拟量:比如一杯面数,你则无法数它有多少粒,也就是说你无法把它一粒一粒分开,它的量是连续的。关于“码”的概念:原码、反码、补码、ASCⅡ格雷码。关于“数制”的概念:10进制、二进制、16进制、BCD码。 传感器:将各种被测量转成电信号的设备。 1、常见传感器:载荷传感、变形规、位移传感器、压力传感器、温度传感器(热电偶、热电阻、半导体温度传感器)压差传感器、鎏量传感器等。 2、压电晶体载荷传感器、光栅、磁栅、光电编码器(增量式、绝对式)等。前运行时为模拟传感器、后运行时为数字传感器

试验机的知识
一、 试验机定义
试验机,广义的说,就是一种产品或材料在投入使用前,对其质量或性能按设计要求进行验证的仪器。从定义可以看出,凡是对于质量或性能进行验证的仪器都可以叫做试验机,但往往有时也叫做检测仪、测定仪、拉力机、检测设备、测试仪等诸如此类的名称。在纺织行业习惯叫强力机,实际上也就是拉力试验机。试验机主要是用于测量材料或产品的物理性能的,比如:钢材的屈服强度、抗拉强度,管材的静液压时间测定,门窗的疲劳寿命等。用于测量材料的化学性能的也就是化学成分的,一般叫分析仪,不叫试验机。
二、试验机的分类:
试验机从应用性质上来分,主要分为“性能试验机”和“环境试验机”两大类。
1、性能试验机:
a、功能试验机通过试验机模拟产品的实际使用功能,并获得试验数据,如汽车的最大牵引力、制动力、最大速度,门窗的开关力、开关疲劳寿命等,电器开关的最大可承受压力。如检查弹簧性能的弹簧拉压试验机,检测门窗寿命的门窗力学性能试验机,检测铝塑复合管使用年限的微机控制管材耐压爆破试验机,对阀门、水嘴进行试验的微机控制阀门试验机。模拟家具(如座椅、沙发等)使用的家具试验机,模拟开关插座使用情况的开关插座试验机等。
b、结构力学试验机一般用于承受动、静载荷的产品进行机械力学性能试验。试验时模拟外界受力的状态,比如拉力、压力、扭力、振动、冲击、颠簸、跌落等,进行静力和动力等试验。试验时,往往加到规定的载荷量值、加载时间或直至结构破坏以测定其强度,验证产品设计及参数计算的正确性。如钢材、塑料等进行强度试验的微机控制电子万能试验机,对PVC、PPR等非金属管或复合管进行压扁试验的微机控制电子万能试验机,对PVC管进行外力冲击用的全自动落锤冲击试验机等。
2、环境试验机
最好的环境试验肯定是自然暴露试验和现场试验,但试验费用较高、耗时较长,试验的可重复性和规律性较差,因此广泛采用人工模拟环境试验,也就是采用环境试验机,主要的环境试验机有下列几种:
a. 高低温试验机
b. 湿热试验机又分:恒定温湿试验机、交变湿热试验机、常温湿热试验机
c. 温度冲击试验机如:管材冷热循环试验机
d. 压力冲击试验机如:管材压力循环试验机
e. 低气压试验机
f. 防腐试验机
g. 烟雾试验机
h. 霉菌试验机
i. 密封试验机
j. 外力试验机,如全自动落锤冲击试验机、门窗力学性能试验机、接插件拉力压力试验机
k. 老化试验机
三、力学性能试验机
对于力学性能试验,可分为动态试验机和静态试验机
1、静态试验机:以匀速的方式对试样施力,直至试样破断。如万能试验机、压力试验机等。
2、动态试验机:以一定的频率按要求的波形对试样进行长期试验,直至一定的时间或试样破裂。如高频疲劳试验机、低周疲劳试验机等。
四、按受力方式分类
从受力方式来分,可分为单轴和多轴试验机:
1、单轴试验机:试样仅受一个方向的力而进行的试验。所有的万能试验机均属于单轴试验机、扭转试验机、疲劳试验机等。
2、多轴试验机:试样不仅受到一个方向的力而进行的试验。如:岩土力学试验机、地震模拟试验台、拉扭复合试验机、弯扭复合试验机等。
五、按试验试样破坏与否分类
根据试验过程中试样是否遭到破坏,又可分为无损检测试验机和有损检测试验机。
1、无损检测试验机 试验过程中通过不破坏试样的方式而获得试验数据的试验机。如:硬度计、探伤仪等。
2、有损检测试验机通过破坏性试验而取得试验数据的试验机。所有的万能试验机、压力试验机都属于有损检测试验机。
六、按使用方式分类
根据使用方式,还可分为在线检测试验机和非在线检测检测试验机:
1、在线检测试验机在生产设备联用,在生产过程中就能知道产品的某些物理性能。如钢管生产线中的管材耐压爆破试验机,最后一道生产流程就是向钢管中充水做打压试验。
2、非在线检测检测试验机 大部分的试验设备均在试验室工作,都属于非在线检测检测试验机。验机基本常识
什么叫试验机
  测力仪,拉力机,硫化仪   我们通常所见的试验机实际应叫做材料试验机,它是一种用来验测各种材料式部件的机械物理性能的仪器。   试验机的概述   1.定义   1.1试验机概念和用途试验机是在各种条件、环境下测定金属材料、非金属材料、机械零件、工程结构等的机械性能、工艺性能、内部缺陷和校验旋转零部件动态不平衡量的精密测试仪器。在研究探索新材料、新工艺、新技术和新结构的过程中,试验机是一种不可缺少的重要测试仪器。广泛应用于机械、冶金、石油、化工、建材、建工、航空航天、造船、交通运输、等工业部门以及大专院校、科研院所的相关实验室。对有效使用材料、改进工艺、提高产品质量、降低成本、保证产品安全可靠等都具有重要作用。   1.2试验机的种类:试验机的种类很多,有多种不同的分类方法。按照传统分类方法可以分为金属材料试验机、非金属材料试验机、 测力仪,拉力机,硫化仪   试验机、振动台和无损探伤机等五大类。 1.2.1材料试验机的分类:材料试验机的品种、型号很多,它们的加荷方法、结构特征、测力原理、使用范围都各不相同   1.2.1.1按用途分类:测定机械性能用试验机和工艺试验用试验机   1.2.1.2按加荷方法分类:静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)   1.2.1.2.1静态试验机主要包括: 测力仪,拉力机,硫化仪   1.2.1.2.2动态试验机主要包括:疲劳试验机:动静万能试验机、单向脉动疲劳试验机、冲击试验机等   1.2.1.3按测力方式分类:机械测力试验机和电子测力试验机   1.2.1.4按控制方式分类:手动控制和微机伺服控制试验机   1.2.1.5按油缸位置分类:油缸上置式和油缸下置式试验机   1.3材料试验   1.3.1材料的机械性能:材料在外力的作用下,所表现的抵抗变形或破坏的能力,称作材料的机械性能。包括强度、塑性、弹性、脆性、断裂韧性、硬度等。   1.3.2.材料试验:机械性能试验、物理实验、化学实验。   1.3.3材料的机械性能试验:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、冲击、疲劳、蠕变、持久、松弛、磨损、硬度等试验。   1.3.3.1 测力仪,拉力机,硫化仪   又称 测力仪,拉力机,硫化仪  。腔郝卦谑匝蕉耸┘痈汉,使试样的工作部分受轴向拉力,引起试样沿轴向伸长,一般进行到拉断为止。通过拉伸试验可测定材料的抗拉强度和塑性特性等。

材料试验机的分类
  材料试验机的分类方法很多,常见的有:   a)按照出力源的类型分主要有电机、液压、气动、电磁等几种;   b)按测量结束的指示类型分主要有数显、指针;   c)按试样所受有载与时间的关系主要有:静太机和疲劳机。   d)按控制方式分主要有开环控制(手动控制)和闭环控制(自动控制)   对于闭环控制等觉的控制类型有:速度控制、载荷控制、变形控制、位置控制。   e)按用途分主要有通用机 测力仪,拉力机,硫化仪   专用机。   专用机的种类很多,如:水泥 测力仪,拉力机,硫化仪   、红砖压力机、线弯曲疲劳机、软忧机、电瓷弯扭机、卧拉等等,远平衡机,远三轴、振动台。   f)试验方法与试验机   一般来说试验机只有两种:运动方向(或受力方向),种是拉,一种是压,我们通常所见的拉、压、弯、剪、剥、撕、穿、磨损等等,这种对试样而言的。

检测与控制
  检测与控制是两个不同的概念,但又不可分割,一般来说,对于一个特定的系统,在一个特定的试验条件下,它只是控制了一特定参数,如我公司的电拉,它只控制试台的移动速度,而检测量一般来说不止一个,如电拉一般有载荷 、位移、变形等检测环节。

开环控制与闭环控制
  开环控制   闭环控制   
五、检测分档与控制分档   检测分档:可分提高测量的灵敏度,解决大管理站称小物的问题。   控制分档:用来解决精确“定位”的问题,同时也解决测量精度的问题。   

六、档放大与量程分档的关系   这是两个不同的概念,但又相互关联。   分档放大是指 测力仪,拉力机,硫化仪   放大器的一个局部参数,而量程分档是指试验机的一个对部特性参数。   对用户而言后者有实际的含义,而前者并不需要用户关注。   
七、D/A、A/D转换器   D/A----数字量转换的量   A/D----模拟量黑心数字量   数字量比如:一杯黄豆,你可心用多少粒豆子来数出它的多少,但数量总是1、2、3、4、……n。   模拟量:比如一杯面数,你则无法数它有多少粒,也就是说你无法把它一粒一粒分开,它的量是连续的。   关于“码”的概念:原码、反码、补码、ASCⅡ格雷码。   关于“数制”的概念:10进制、二进制、16进制、BCD码。   传感器:将各种被测量转成电信号的设备。   1、常见传感器:载荷传感、变形规、位移传感器、压力传感器、温度传感器(热电偶、热电阻、半导体温度传感器)压差传感器、鎏量传感器等。   2、压电晶体载荷传感器、光栅、磁栅、 测力仪,拉力机,硫化仪   (增量式、绝对式)等。   前运行时为模拟传感器、后运行时为数字传感器。   按测量材料分为: 金属类试验机,非金属类试验机   按功能分为: 测力仪,拉力机,硫化仪   ,万能试验机,冲击试验机等.试验机,广义的说,就是一种产品或材料在投入使用前,对其质量或性能按设计要求进行验证的仪器。从定义可以看出,凡是对于质量或性能进行验证的仪器都可以叫做试验机,但往往有时也叫做检测仪、测定仪、拉力机、检测设备、测试仪等诸如此类的名称。在纺织行业习惯叫强力机,实际上也就是拉力试验机。试验机主要是用于测量材料或产品的物理性能的,比如:钢材的屈服强度、抗拉强度,管材的静液压时间测定,门窗的疲劳寿命等。

一、 主要的试验机从应用性质上来分,主要分为“性能试验机”和“环境试验机”两大类。   

(1)性能试验机   

a. 功能试验机通过试验机模拟产品的实际使用功能,并获得试验数据,如汽车的最大牵引力、制动力、最大速度,门窗的开关力、开关疲劳寿命等,电器开关的最大可承受压力。如检查弹簧性能的弹簧拉压试验机,检测门窗寿命的门窗力学性能试验机,检测铝塑复合管使用年限的微机控制管材耐压爆破试验机,对阀门、水嘴进行试验的微机控制阀门试验机。 模拟家具使用的家具试验机,模拟开关插座使用情况的开关插座试验机等。   

b. 结构力学试验机一般用于承受动、静载荷的产品进行机械力学性能试验。试验时模拟外界受力的状态,比如拉力、压力、扭力、振动、冲击、颠簸、跌落等,进行静力和动力等试验。试验时,往往加到规定的载荷量值、加载时间或直至结构破坏以测定其强度,验证产品设计及参数计算的正确性。如钢材、塑料等进行强度试验的微机控制电子万能试验机,对PVC、PPR等非金属管或复合管进行压扁试验的微机控制电子万能试验机,对PVC管进行外力冲击用的全自动落锤冲击试验机等。   

(2)环境试验机最好的环境试验肯定是自然暴露试验和现场试验,但试验费用较高、耗时较长,试验的可重复性和规律性较差,因此广泛采用人工模拟环境试验,也就是采用环境试验机,主要的环境试验机有下列几种:   a. 老化试验机   

b. 湿热试验机又分:恒定温湿试验机、交变湿热试验机、常温湿热试验机   

c. 温度冲击试验机如:管材冷热循环试验机   

d. 压力冲击试验机如:管材压力循环试验机   

e. 烟雾试验机   

f. 密封试验机   

g. 低气压试验机   

h. 霉菌试验机   

i. 防腐试验机   

j. 外力试验机如全自动落锤冲击试验机、门窗力学性能试验机、接插件拉力压力试验机   

k. 高低温试验机   

二、对于力学性能试验,可分为动态试验机和静态试验机   

(1)动态试验机:以一定的频率按要求的波形对试样进行长期试验,直至一定的时间或试样破裂。如高频疲劳试验机、低周疲劳试验机等。   

(2)静态试验机:以匀速的方式对试样施力,直至试样破断。如万能试验机、压力试验机等。   

三、根据使用方式,还可分为在线检测试验机和非在线检测检测试验机   

(1)在线检测试验机 在生产设备联用,在生产过程中就能知道产品的某些物理性能。如钢管生产线中的管材耐压爆破试验机,最后一道生产流程就是向钢管中充水做打压试验。   

(2)非在线检测检测试验机 大部分的试验设备均在试验室工作,都属于非在线检测检测试验机。   

四、从受力方式来分,可分为单轴和多轴试验机   

(1)单轴试验机:试样仅受一个方向的力而进行的试验。所有的万能试验机均属于单轴试验机、扭转试验机、疲劳试验机等。   

(2)多轴试验机:试样不仅受到一个方向的力而进行的试验。如:岩土力学试验机、地震模拟试验台、拉扭复合试验机、弯扭复合试验机等。   

五、根据试验过程中试样是否遭到破坏,又可分为无损检测试验机和有损检测试验机。   

(1)无损检测试验机 试验过程中通过不破坏试样的方式而获得试验数据的试验机。如:硬度计、探伤仪等。

(2)有损检测试验机 通过破坏性试验而取得试验数据的试验机。所有的万能试验机、压力试验机都属于有损检测试验机。
一、定义:

用来测定不同条件下,各种材料的机械性能,工艺性能,理化性能,抗振性能等,可以定性、定量的检查材料或零件及其表面内部的缺陷,检验各种旋转零部件或整体的动态不平衡量。

二、种类:

试验机的种类很多,有多种不同的分类方法,实不必一一列举。

按照传统分类方法可以分为:金属材料试验机、非金属材料试验机、动平衡试验机、振动台和无损探伤机等五大类。

按加荷方法分类:静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。

    静态试验机主要包括:万能试验机、压力试验机、拉力试验机、扭转试验机、蠕变验机。

    动态试验机主要包括:疲劳试验机:动静万能试验机、单向脉动疲劳试验机、冲击试验机等。

    静负荷:对试样试样施加平稳而渐增的负荷,直到达到规定要求。

动负荷:对试样施加冲击、重复、交变及随机等动负荷,直到达到规定要求

按用途分类:测定机械性能用试验机和工艺试验用试验机,包装物试验机,汽车检测仪器,力和重量、长度基准测量仪器,各种试验机附件(夹具、环境箱)。

从应用性质上来分,主要分为“性能试验机”和“环境试验机”两大类。

按照出力源的类型分主要有电机、液压、气动、电磁等几种

按测量结束的指示类型分主要有数显、指针

按试样所受有载与时间的关系主要有:静太机和疲劳机

按控制方式分主要有开环控制(手动控制)和闭环控制(自动控制)对于闭环控制等觉的控制类型有:速度控制、载荷控制、变形控制、位置控制。

试验方法与试验机一般来说试验机只有两种:运动方向(或受力方向),种是拉,一种是压,我们通常所见的拉、压、弯、剪、剥、撕、穿、磨损等等,这种对试样而言的。

按用途分主要有通用机(万能机)、专用机。

试验机的传动方式:机械传动,电气传动,气压传动和液压传动等。

三、试验机特点:

1、品种多,量。屏恳,高科技产品(随工业发展质量要求高,范围广)

2、除纵向外,两维、三维测试

3、温度环境模拟,(模拟化向真实真实微度发展)

4、系列化,动功能化,组合化。

四、试验机测控技术

试验机技术是一门综合技术,其涵盖多种领域。有时看似简单的试验,其实在试验方法和解读分析结果是大有学问。材料和结构件的试验室现代化工业及其重要的课题,她对提升产品的综合质量深具意义,同时对新材料和新结构的研究开发更是不可或缺。简而言之,试验技术需要长期的知识和经验积累,不可一蹴而就。致力于试验技术的研究和探讨,以及应用新技术的推广,无疑会对中国试验机接贡献良多。  

1、采集测量

对来自不同种类传感器的信号加工处理,并非一项简单的技术。控制系统在试验机领域的特殊应用方面尤为重要,而在另一方面,则满足着所有通用检测领域的数采需求。同时,在数字接口方面还须掌握着独到技术。使控制作用持久地取决于被控变量测量结果的控制。

1)模拟信号测量

  载频放大器带有数模转换器,特别要适合静态试验机和低频动态检测应用。其核心是压/频(电压/频率)转换技术。  

  传感器的电压(模拟)信号被源源不断地转换成频率信号。因此其频率和电压存在着直接的比例关系。模拟数字转换的分辨率高低则取决于频率计数的时间长短,该时间段被称为积分时间。信号转换放大过程以均等的间隔从负向过零点到正向不间断地循环处理。高分辨率转换放大技术具有极大的优势,因此不仅传感器无需分档;而且更重要的是其相同的高分辨率存在于传感器的整个量程范围内。而且在接近传感器的额定值时,其优势尤为明显。在实际测量中,模拟类传感器(比如应变桥式载荷传感器或引伸计)即使在接近量程额定值时,仍可观测到高分辨率测量值的微小变化。测量值对应于不同积分时间,刷新时间和分辨率的联动结果。在充分了解几者之间互动关系的前提下,可以根据试验要求具体组合以期获得最佳结果。在计算机能力配合的前提下,控制越快,数字显示的分辨率越高。  

  另一个需要考虑的因素是系统滤波时间延迟。这个时间延迟自然会融入测量值。如:德国EDC的4ETF采集模块在5毫秒的积分时间下,总的延迟时间是6.7毫秒。都利的4ETF模块在20毫秒的积分时间下,具备280,000码的分辨率,其线性误差是0.01%。

2)数字信号测量

  数字式增量传感器采用几种不同的工作原理。最为常见的是光学式或者电磁式传感器。在具体应用时到底选用何种类型主要取决于用途本身,精度要求,以及诸如温度,污染程度等环境因素。  

  主要种类  

  旋转编码器,线性位移传感器。  

  参考基准  

  基本而言,数字式增量传感器是相对测量系统;换言之,在启动测量时人们并不知道测量头所在的绝对位置。为了精确确定测量头的绝对位置,大多数的测量系统都带有参考基准。旋转编码器每转带有一个参考基准,而线性传感器通常有一个或者多个参考基准。  

  供应电压  

  在工业界,最常采用的是5V供应电压。当然,可变供桥电压,比如在11V到32V之间,也很常见。这类传感器的好处是可以直接和汽车车辆的电源相连。  

  信号传递原理  

  带有三个感应器的测量头沿条形码直线移动。这些条形码激励感应器产生信号。    

  信号波形  

  正弦和长方波  

  常见简单的传感器一般是产生长方波形;然而,高品位的数字增量传感器常常采用正弦波形。有些传感器还带有模拟式增倍器;在此种模式下,其信号输出就是每个正弦周期内长方波脉冲的数量(脉冲数量取决于倍比数)。  

3)控制输出

  一般的执行部件包括:电磁阀,变频器,电机驱动器等。  

电拉机器,与功放配套使用控制直流电机。

电拉机器,搭配任何功放,可提供±10V或数字命令控制信号,外部功放所有必需的控制信号都可由控制器来提供。

液压机器,±10V的阀驱动。

液压机器,驱动伺服阀。

动态机器,驱动气动/液压伺服阀或线性电机。

更多的载荷传感器,LVDT,负荷传感器,应变引伸计,大量程双路光电引伸计,串口引伸计,安全屏,更多的IO口,几台EDC在多通道控制中的应用。

2、上位机软件

  是经专门研发的程序包,将试验机的所有操作都纳入到计算机管理当中。采用该程序组合可以极大地简化客户的主机与控制系统的联机,甚至包括标定过程在内的整个调试过程。用于帮助客户在联机调试、进行试验,数据分析报表时使用。

一、定义:

用来测定不同条件下,各种材料的机械性能,工艺性能,理化性能,抗振性能等,可以定性、定量的检查材料或零件及其表面内部的缺陷,检验各种旋转零部件或整体的动态不平衡量。

二、种类:

试验机的种类很多,有多种不同的分类方法,实不必一一列举。

按照传统分类方法可以分为:金属材料试验机、非金属材料试验机、动平衡试验机、振动台和无损探伤机等五大类。

按加荷方法分类:静负荷试验机(静态)和动负荷试验机(动态)。

    静态试验机主要包括:万能试验机、压力试验机、拉力试验机、扭转试验机、蠕变验机。

    动态试验机主要包括:疲劳试验机:动静万能试验机、单向脉动疲劳试验机、冲击试验机等。

    静负荷:对试样试样施加平稳而渐增的负荷,直到达到规定要求。

动负荷:对试样施加冲击、重复、交变及随机等动负荷,直到达到规定要求

按用途分类:测定机械性能用试验机和工艺试验用试验机,包装物试验机,汽车检测仪器,力和重量、长度基准测量仪器,各种试验机附件(夹具、环境箱)。

从应用性质上来分,主要分为“性能试验机”和“环境试验机”两大类。

按照出力源的类型分主要有电机、液压、气动、电磁等几种

按测量结束的指示类型分主要有数显、指针

按试样所受有载与时间的关系主要有:静太机和疲劳机

按控制方式分主要有开环控制(手动控制)和闭环控制(自动控制)对于闭环控制等觉的控制类型有:速度控制、载荷控制、变形控制、位置控制。

试验方法与试验机一般来说试验机只有两种:运动方向(或受力方向),种是拉,一种是压,我们通常所见的拉、压、弯、剪、剥、撕、穿、磨损等等,这种对试样而言的。

按用途分主要有通用机(万能机)、专用机。

试验机的传动方式:机械传动,电气传动,气压传动和液压传动等。

三、试验机特点:

1、品种多,量。屏恳,高科技产品(随工业发展质量要求高,范围广)

2、除纵向外,两维、三维测试

3、温度环境模拟,(模拟化向真实真实微度发展)

4、系列化,动功能化,组合化。

四、试验机测控技术

试验机技术是一门综合技术,其涵盖多种领域。有时看似简单的试验,其实在试验方法和解读分析结果是大有学问。材料和结构件的试验室现代化工业及其重要的课题,她对提升产品的综合质量深具意义,同时对新材料和新结构的研究开发更是不可或缺。简而言之,试验技术需要长期的知识和经验积累,不可一蹴而就。致力于试验技术的研究和探讨,以及应用新技术的推广,无疑会对中国试验机接贡献良多。  

1、采集测量

对来自不同种类传感器的信号加工处理,并非一项简单的技术。控制系统在试验机领域的特殊应用方面尤为重要,而在另一方面,则满足着所有通用检测领域的数采需求。同时,在数字接口方面还须掌握着独到技术。使控制作用持久地取决于被控变量测量结果的控制。

1)模拟信号测量

  载频放大器带有数模转换器,特别要适合静态试验机和低频动态检测应用。其核心是压/频(电压/频率)转换技术。  

  传感器的电压(模拟)信号被源源不断地转换成频率信号。因此其频率和电压存在着直接的比例关系。模拟数字转换的分辨率高低则取决于频率计数的时间长短,该时间段被称为积分时间。信号转换放大过程以均等的间隔从负向过零点到正向不间断地循环处理。高分辨率转换放大技术具有极大的优势,因此不仅传感器无需分档;而且更重要的是其相同的高分辨率存在于传感器的整个量程范围内。而且在接近传感器的额定值时,其优势尤为明显。在实际测量中,模拟类传感器(比如应变桥式载荷传感器或引伸计)即使在接近量程额定值时,仍可观测到高分辨率测量值的微小变化。测量值对应于不同积分时间,刷新时间和分辨率的联动结果。在充分了解几者之间互动关系的前提下,可以根据试验要求具体组合以期获得最佳结果。在计算机能力配合的前提下,控制越快,数字显示的分辨率越高。  

  另一个需要考虑的因素是系统滤波时间延迟。这个时间延迟自然会融入测量值。如:德国EDC的4ETF采集模块在5毫秒的积分时间下,总的延迟时间是6.7毫秒。都利的4ETF模块在20毫秒的积分时间下,具备280,000码的分辨率,其线性误差是0.01%。

1)数字信号测量

  数字式增量传感器采用几种不同的工作原理。最为常见的是光学式或者电磁式传感器。在具体应用时到底选用何种类型主要取决于用途本身,精度要求,以及诸如温度,污染程度等环境因素。  

  主要种类  

  旋转编码器,线性位移传感器。  

  参考基准  

  基本而言,数字式增量传感器是相对测量系统;换言之,在启动测量时人们并不知道测量头所在的绝对位置。为了精确确定测量头的绝对位置,大多数的测量系统都带有参考基准。旋转编码器每转带有一个参考基准,而线性传感器通常有一个或者多个参考基准。  

  供应电压  

  在工业界,最常采用的是5V供应电压。当然,可变供桥电压,比如在11V到32V之间,也很常见。这类传感器的好处是可以直接和汽车车辆的电源相连。  

  信号传递原理  

  带有三个感应器的测量头沿条形码直线移动。这些条形码激励感应器产生信号。    

  信号波形  

  正弦和长方波  

  常见简单的传感器一般是产生长方波形;然而,高品位的数字增量传感器常常采用正弦波形。有些传感器还带有模拟式增倍器;在此种模式下,其信号输出就是每个正弦周期内长方波脉冲的数量(脉冲数量取决于倍比数)。  

3)控制输出

  一般的执行部件包括:电磁阀,变频器,电机驱动器等。  

电拉机器,与功放配套使用控制直流电机。

电拉机器,搭配任何功放,可提供±10V或数字命令控制信号,外部功放所有必需的控制信号都可由控制器来提供。

液压机器,±10V的阀驱动。

液压机器,驱动伺服阀。

动态机器,驱动气动/液压伺服阀或线性电机。

更多的载荷传感器,LVDT,负荷传感器,应变引伸计,大量程双路光电引伸计,串口引伸计,安全屏,更多的IO口,几台EDC在多通道控制中的应用。

2、上位机软件

是经专门研发的程序包,用于帮助客户在联机调试、进行试验,数据分析报表时使用,将试验机的所有操作都纳入到计算机管理当中。采用该程序组合可以极大地简化客户的主机与控制系统的联机,甚至包括标定过程在内的整个调试过程。

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