試驗(yàn)機(jī)測控環(huán)節(jié)是整個試驗(yàn)機(jī)的核心,隨著技術(shù)的發(fā)展,目前這一環(huán)節(jié)基本上采用了各種電子電路實(shí)現(xiàn)自動測控。由于自動測控知識的深奧,結(jié)構(gòu)的復(fù)雜,原理的不透明,一旦在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中考慮不周,就會對結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,并且難以分析其原因。針對材料屈服點(diǎn)的求取主要的有下列幾點(diǎn):
1、傳感器放大器頻帶太窄
由于目前試驗(yàn)機(jī)上所采用的力值檢測元件基本上為載荷傳感器或壓力傳感器,而這兩類傳感器都為模擬小信號輸出類型,在使用中必須進(jìn)行信號放大。眾所周知,在我們的環(huán)境中,存在著各種各樣的電磁干擾信號,這種干擾信號會通過許多不同的渠道偶合到測量信號中一起被放大,結(jié)果使得有用信號被干擾信號淹沒。為了從干擾信號中提取出有用信號,針對材料試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn),一般在放大器中設(shè)置有低通濾波器。合理的設(shè)置低通濾波器的截止頻率,將放大器的頻帶限制在一個適當(dāng)?shù)姆秶?,就能使試?yàn)機(jī)的測量控制性能得到極大的提高。然而在現(xiàn)實(shí)中,人們往往將數(shù)據(jù)的穩(wěn)定顯示看的非常重要,而忽略了數(shù)據(jù)的真實(shí)性,將濾波器的截止頻率設(shè)置的非常低。這樣在充分濾掉干擾信號的同時,往往把有用信號也一起濾掉了。在日常生活中,我們常見的電子秤,數(shù)據(jù)很穩(wěn)定,其原因之一就是它的頻帶很窄,干擾信號基本不能通過。這樣設(shè)計(jì)的原因是電子秤稱量的是穩(wěn)態(tài)信號,對稱量的過渡過程是不關(guān)心的,而材料試驗(yàn)機(jī)測量的是動態(tài)信號,它的頻譜是非常寬的,若頻帶太窄,較高頻率的信號就會被衰減或?yàn)V除,從而引起失真。對于屈服表現(xiàn)為力值多次上下波動的情況,這種失真是不允許的。就萬能材料試驗(yàn)機(jī)而言,筆者認(rèn)為這一頻帶最小也應(yīng)大于10HZ,達(dá)到30HZ。在實(shí)際中,有時放大器的頻帶雖然達(dá)到了這一范圍,但人們往往忽略了A/D轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度,以至于造成了實(shí)際的頻帶寬度小于設(shè)置頻寬。以眾多的試驗(yàn)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選用的AD7705、AD7703、AD7701等為例。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器以“最高輸出數(shù)據(jù)速率4KHZ”運(yùn)行時,它的模擬輸入處理電路達(dá)到的頻帶寬度10HZ。當(dāng)以試驗(yàn)機(jī)常用的100HZ的輸出數(shù)據(jù)速率工作時,其模擬輸入處理電路的實(shí)際帶寬只有0.25HZ,這會把很多的有用信號給丟失,如屈服點(diǎn)的力值波動等。用這樣的電路當(dāng)然不能得到正確試驗(yàn)結(jié)果。
2、數(shù)據(jù)采集速率太低
目前模擬信號的數(shù)據(jù)采集是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的。A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多,但在試驗(yàn)機(jī)上采用較多的是∑-△型A/D轉(zhuǎn)換器。這類轉(zhuǎn)換器使用靈活,轉(zhuǎn)換速率可動態(tài)調(diào)整,既可實(shí)現(xiàn)高速低精度的轉(zhuǎn)換,又可實(shí)現(xiàn)低速高精度的轉(zhuǎn)換。在試驗(yàn)機(jī)上由于對數(shù)據(jù)的采集速率要求不是太高,一般達(dá)每秒幾十次到幾百次就可滿足需求,因而一般多采用較低的轉(zhuǎn)換速率,以實(shí)現(xiàn)較高的測量精度。但在某些廠家生產(chǎn)的試驗(yàn)機(jī)上,為了追求較高的采樣分辨率,以及極高的數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定性,而將采樣速度降的很低,這是不可取的。因?yàn)楫?dāng)采樣速度很低時,對高速變化的信號就無法實(shí)時準(zhǔn)確采集。例如金屬材料性能試驗(yàn)中,當(dāng)材料發(fā)生屈服而力值上下波動時信號變化就是如此,以至于不能準(zhǔn)確求出上下屈服點(diǎn),導(dǎo)致試驗(yàn)失敗,結(jié)果丟了西瓜撿芝麻。
那么如何判斷一個系統(tǒng)的頻帶寬窄以及采樣速率的高低呢?
嚴(yán)格來說這需要許多的專用測試儀器及專業(yè)人員來完成。但通過下面介紹的簡單方法,可做出一個定性的認(rèn)識。當(dāng)一個系統(tǒng)的采樣分辨率達(dá)到幾萬分之一以上,而顯示數(shù)據(jù)依然沒有波動或顯示數(shù)據(jù)具有明顯的滯后感覺時,基本可以確定它的通頻帶很窄或采樣速率很低。除非特殊場合(如:校驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)力值精度的高精度標(biāo)定儀),否則在試驗(yàn)機(jī)上是不可使用的。
3、控制方法使用不當(dāng)
針對材料發(fā)生屈服時應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系(發(fā)生屈服時,應(yīng)力不變或產(chǎn)生上下波動,而應(yīng)變則繼續(xù)增大)國標(biāo)推薦的控制模式為恒應(yīng)變控制,而在屈服發(fā)生前的彈性階段控制模式為恒應(yīng)力控制,這在絕大多數(shù)試驗(yàn)機(jī)及某次試驗(yàn)中是很難完成的。因?yàn)樗笤趧偝霈F(xiàn)屈服現(xiàn)象時改變控制模式,而試驗(yàn)的目的本身就是為了要求取屈服點(diǎn),怎么可能以未知的結(jié)果作為條件進(jìn)行控制切換呢?所以在現(xiàn)實(shí)中,一般都是用同一種控制模式來完成整個的試驗(yàn)的(即使使用不同的控制模式也很難在上屈服點(diǎn)切換,一般會選擇超前一點(diǎn))。對于使用恒位移控制(速度控制)的試驗(yàn)機(jī),由于材料在彈性階段的應(yīng)力速率與應(yīng)變速率成正比關(guān)系,只要選擇合適的試驗(yàn)速度,全程采用速度控制就可兼容兩個階段的控制特性要求。但對于只有力控制一種模式的試驗(yàn)機(jī),如果試驗(yàn)機(jī)的響應(yīng)特別快(這是自動控制努力想要達(dá)到的目的),則屈服發(fā)生的過程時間就會非常短,如果數(shù)據(jù)采集的速度不夠高,則就會丟失屈服值(原因第2點(diǎn)已說明),優(yōu)異的控制性能反而變成了產(chǎn)生誤差的原因。所以在選擇試驗(yàn)機(jī)及控制方法時不要選擇單一的載荷控制模式。
電子萬能試驗(yàn)機(jī)采用步進(jìn)電動機(jī)作為動力源,單片微機(jī)實(shí)時顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)狀態(tài),對試驗(yàn)過程的控制是通過單片機(jī)自動控制來實(shí)現(xiàn)的。
可對各種非金屬材料及復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測試和分析研究,廣泛應(yīng)用于航空航天、石油化工、機(jī)械制造、電線、電纜、紡織、纖維、塑料、橡膠、陶瓷、食品、醫(yī)藥包裝、鋁塑管、塑料門窗、土工布、薄膜、木材、紙張等制造業(yè)。
電子萬能試驗(yàn)機(jī)采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì)而成,產(chǎn)品具有性能穩(wěn)定、使用安全可靠、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。
用戶使用時對于產(chǎn)品知識需要進(jìn)行一定的掌握,下面小編就來具體介紹一下電子萬能試驗(yàn)機(jī)的用于及功能特點(diǎn),希望可以幫助用戶更好的應(yīng)用產(chǎn)品。
電子萬能試驗(yàn)機(jī)采用液壓加荷,操作簡便,數(shù)顯測力,試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,可以做一般鋼材等金屬材料之拉伸、壓縮、彎曲及剪切等試驗(yàn),亦可座一般材料、塑料、水泥及混凝土等的壓縮及彎曲試驗(yàn)。
為了保證試驗(yàn)機(jī)示值讀數(shù)的準(zhǔn)確性采用了數(shù)字測力儀(或計(jì)算機(jī)),為了使試樣斷裂時所產(chǎn)生的強(qiáng)烈震動不致影響測力部分的準(zhǔn)確性,把主體與控制箱(包括測力儀或計(jì)算機(jī))分為兩個獨(dú)立的部分。
電子萬能試驗(yàn)機(jī)經(jīng)過了長時間的使用,會感到試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)不準(zhǔn),現(xiàn)在我們針對這個問題總結(jié)一下解決方法。
我們在使用電子萬能試驗(yàn)機(jī)給材料做拉伸試驗(yàn)的時候,難免會遇到各種各樣的問題。但是如果我們已經(jīng)維修過,它還是出現(xiàn)各種各樣的問題,那么就說明我們并沒有完全修好。
這時我們應(yīng)該對它進(jìn)行全面觀察檢測并調(diào)試,直到完全修好才能繼續(xù)投入使用。那么還有那些地方值得我們再次檢查和調(diào)試的呢?
檢查一、看看負(fù)荷傳感器的檢定是否標(biāo)準(zhǔn):
一般的計(jì)量檢定取設(shè)備負(fù)荷的10%或者20%作為檢定的初始值,而很多質(zhì)量不好的負(fù)荷傳感器恰好是≤10%以下誤差更大。
如果負(fù)荷傳感器的精度的確存在問題,那么我們應(yīng)該及時更換。
檢查二、橫梁運(yùn)動速度是否正常:
電子萬能試驗(yàn)機(jī)拉伸試驗(yàn)速度不同得到的結(jié)果也不一樣,因此需要對測試速度進(jìn)行校驗(yàn)檢定。
檢查三、量程不夠:
預(yù)估拉伸試驗(yàn)的材料力值是否超過電子拉力試驗(yàn)機(jī)的量程,如果超過請更換試驗(yàn)材料。
檢查四、位移傳感器的安裝位置是否正確:
因?yàn)樵O(shè)計(jì)的不同,安裝位置也不一樣:但安裝在絲桿邊的會比安裝在電機(jī)上的更準(zhǔn)確。
檢查五、同步皮帶或減速裝置是否因?yàn)槭褂脮r間的增長而損壞:
隨著同步皮帶或減速裝置使用時間的增長,會加快這兩部位的老化壽命,不及時更換會影響測試的結(jié)果。
檢查六、安全保護(hù)裝置是否出現(xiàn)故障:
如果安全保護(hù)裝置出現(xiàn)故障,那么會對電子萬能試驗(yàn)機(jī)造成直接的影響,我們應(yīng)該對它定期進(jìn)行檢查。
一般企業(yè)購買電子萬能試驗(yàn)機(jī)是用來做拉伸、壓縮、彎曲、摩擦、剝離/撕裂、剪切等實(shí)驗(yàn)。
那么怎么樣選擇合適的機(jī)型和試驗(yàn)速度呢
1、確定所需要測試的最大力值,最大力值在2KN以下,
2、一般選用單臂式電子拉力試驗(yàn)機(jī)。(大多數(shù)為小單臂,濟(jì)南普業(yè)可以定制大單臂電子拉力試驗(yàn)機(jī))
3、大于2KN到50KN一般選用雙立柱的臺式電子萬能試驗(yàn)機(jī)(門式電子萬能試驗(yàn)機(jī))
4、在50KN以上是選用落地式電子萬能試驗(yàn)機(jī)。
另外試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)速度和高度選擇要根據(jù)所要測的產(chǎn)品的性能,大致確定試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)速度。了解試驗(yàn)所需要的試驗(yàn)空間。
試驗(yàn)要求的橫梁位移和垂直試驗(yàn)空間,(一般情況,橫梁位移898mm,垂直試驗(yàn)空間1067mm)。如果是彈性體的試驗(yàn),橫梁位移和垂直試驗(yàn)空間會要求高一點(diǎn)。具體情況需要按照實(shí)驗(yàn)要求來定。
購買時的幾大要點(diǎn)如下:
1.首先我們要知道,電子萬能試驗(yàn)機(jī)廣泛應(yīng)用于各種金屬、非金屬及復(fù)合材料,如木材、塑料型材、電線電纜、紙張、薄膜、橡膠、醫(yī)藥、食品包裝材料、織物等進(jìn)行拉伸性能指標(biāo)的測試。同時可根據(jù)用戶提供的國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)定做各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理軟件和試驗(yàn)輔具;
2.該設(shè)備不用油源,所以更清潔,使用維護(hù)更方便;試驗(yàn)速度范圍可進(jìn)行調(diào)整,試驗(yàn)行程可按需要而定,更靈活;測力精度高,有些甚至能達(dá)到0.2%;體積小、重量輕、空間大、方便加配相應(yīng)裝置來做各項(xiàng)材料力學(xué)試驗(yàn),真正做到了一機(jī)多用;
3.主要采用伺服電機(jī)作為動力源,絲杠、絲母作為執(zhí)行部件,實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)移動橫梁的速度控制。在傳動控制上,均采用同步齒形帶和伺服電機(jī);在測力上電子萬能試驗(yàn)機(jī)均采用負(fù)荷傳感器,具有傳動平穩(wěn)噪音低的特點(diǎn);
4.性價比 300kN以下的電子萬能試驗(yàn)機(jī)更有優(yōu)勢;
5.售后服務(wù)試驗(yàn)機(jī)的售后服務(wù)也是相當(dāng)重要的,因?yàn)樵囼?yàn)機(jī)是一種機(jī)電一體化設(shè)備,涉及機(jī)械、液壓、電氣、計(jì)算機(jī)軟件等多方面,任何一個方面都可能對試驗(yàn)的成敗及試驗(yàn)本身的體驗(yàn)造成影響。