微機(jī)控制電子拉力試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)與原理及特點(diǎn)
揚(yáng)州市道純?cè)囼?yàn)機(jī)械廠生產(chǎn)的微機(jī)控制電子拉力試驗(yàn)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(tái)灣ABB滾珠絲杠副傳動(dòng)，傳動(dòng)無間隙，使試驗(yàn)力和變形速度精密控制得到保證。
1.3移動(dòng)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(dòng)橫梁的擺動(dòng)。
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(yàn)；下空間做壓縮、彎曲試驗(yàn)。
1.5  傳動(dòng)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(dòng)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(jì)算機(jī)單獨(dú)工作，也可與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)操作。
2.2   移動(dòng)控制盒，方便于移動(dòng)橫梁調(diào)整；具有快/慢、步進(jìn)等多種控制功能便于移動(dòng)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(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)和曲線真實(shí)。
2.5   測力傳感器，采用美國世銓產(chǎn)品，精度高，長時(shí)間穩(wěn)定性好。
2.6   開放式數(shù)據(jù)聯(lián)接接口，可實(shí)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(yàn)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)及軟件包
3.1   計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過串行口與測量控制系統(tǒng)通訊，工作時(shí)將全部操作納入計(jì)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(duì)試驗(yàn)的不同要求，設(shè)置不同的試驗(yàn)方案，曲線類型、計(jì)算單位、計(jì)算精度、顯示的信息、試驗(yàn)條件等均可以事先在試驗(yàn)方案中設(shè)置完成，用戶只需選擇不同的試驗(yàn)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(diǎn)的力與變形值。
3.4   可選擇應(yīng)力—應(yīng)變、力—時(shí)間、力—位移、力—變形、位移—時(shí)間、變形—時(shí)間等曲線；并在試驗(yàn)過程中適時(shí)切換，試驗(yàn)過程中自動(dòng)調(diào)整坐標(biāo)保證曲線直觀完整。
3.5  可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，繪制曲線，曲線局部放大或縮小，并打印出試驗(yàn)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(yàn)曲線疊加對(duì)比。
3.8   試驗(yàn)結(jié)果可以任意存取，對(duì)曲線進(jìn)行再分析；包括數(shù)據(jù)重新計(jì)算、曲線重現(xiàn)等。
3.9   可將試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果輸出到excel中，打印報(bào)表，方便用戶。
3.10  自行設(shè)置控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)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(jì)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(shí)際需要選擇必要的附件。
4、試驗(yàn)控制軟件包性能如下
A．軟件分權(quán)限管理：
軟件分級(jí)管理：管理人員級(jí)，所有試驗(yàn)功能都對(duì)管理者開放，包括能對(duì)力和變形標(biāo)定值的修改；教師使用級(jí)，除力和變形標(biāo)定值修改權(quán)不開放外，其余試驗(yàn)功能均開放；使用級(jí)，只開放與實(shí)驗(yàn)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(yàn)的內(nèi)容確定。
B．軟件操作面板：
軟件操作面板具有簡單、實(shí)用、可調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，主要功能包括同時(shí)顯示試驗(yàn)力、變形、位移、時(shí)間、控制方式、試驗(yàn)速度、當(dāng)前試樣信息、力峰值（即試驗(yàn)中的zui大力值）等相關(guān)試驗(yàn)信息，并且用戶可以根據(jù)自己的要求對(duì)每個(gè)相關(guān)顯示項(xiàng)目進(jìn)行外觀尺寸、樣式、隱藏/顯示等設(shè)置。同時(shí)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(yàn)曲線窗口，在試驗(yàn)過程中能動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示應(yīng)力—應(yīng)變、力—變形、力—位移、力—時(shí)間、變形—時(shí)間、位移—時(shí)間（可根據(jù)操作者需要任意選擇），并且同時(shí)具有多種類型曲線在同一窗口不同坐標(biāo)軸對(duì)比顯示，次窗口各種曲線顯示等功能，這對(duì)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(jì)算機(jī)死機(jī)、試驗(yàn)機(jī)損壞等現(xiàn)象。為提高軟件的安全性，在試驗(yàn)前增加了出錯(cuò)提示信息；試驗(yàn)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(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，在試驗(yàn)過程中根據(jù)用戶設(shè)定，可自動(dòng)在試驗(yàn)過程中加載或卸載。以便觀察材料的冷作硬化現(xiàn)象、驗(yàn)證胡克定律等。
同時(shí)用戶還可以將試驗(yàn)分成若干步來進(jìn)行，并可以對(duì)每一步驟進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置以滿足各種試驗(yàn)要求。用戶還可以將各種試驗(yàn)的控制信息存儲(chǔ)成模板以便再次使用時(shí)方便的調(diào)出模板內(nèi)容，無須重新設(shè)置。在不中止試驗(yàn)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(jì)”的按鈕，即在力– 變形試驗(yàn)中，允許在試驗(yàn)過程隨時(shí)取下引伸計(jì)，同時(shí)進(jìn)入力– 位移試驗(yàn)狀態(tài)，而不影響試驗(yàn)的進(jìn)行和試驗(yàn)結(jié)果。
為保證引伸計(jì)使用的安全性，除上述“取下引伸計(jì)”的按鈕外，在軟件試驗(yàn)參數(shù)中增加自動(dòng)取下引伸計(jì)的功能。即在軟件設(shè)置中增加取下引伸計(jì)參數(shù)輸入窗口，在試驗(yàn)前輸入該項(xiàng)參數(shù)（該參數(shù)的范圍由引伸計(jì)的量程確定），在試驗(yàn)過程中，若操作者忘記取下引伸計(jì)，當(dāng)引伸計(jì)的變形達(dá)到設(shè)置參數(shù)值時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)出警告（如音樂聲），提醒操作者取下引伸計(jì)。這兩項(xiàng)操作是一致的，若先按下“取下引伸計(jì)”的按鈕，軟件的取下引伸計(jì)參數(shù)指令失效，若軟件的取下引伸計(jì)參數(shù)指令先啟動(dòng)，則“取下引伸計(jì)”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(dòng)處理

根據(jù)所測材料不同，自動(dòng)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(dòng)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(jì)算上下屈服強(qiáng)度，只計(jì)算抗拉強(qiáng)度。
對(duì)力—變形曲線，能自動(dòng)計(jì)算彈性模量（按GB/T 8653 – 1988規(guī)定處理），對(duì)無明顯屈服現(xiàn)象的材料，計(jì)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(dòng)處理中，能根據(jù)試驗(yàn)曲線自動(dòng)判斷該材料有無明顯屈服現(xiàn)象，是該計(jì)算上下屈服強(qiáng)度還是計(jì)算規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度Rp
數(shù)據(jù)自動(dòng)處理軟件，除能處理拉伸試驗(yàn)結(jié)果外，同時(shí)也能自動(dòng)處理壓縮試驗(yàn)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(shí)間曲線、變形（或位移）—時(shí)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(yàn)過程的功能，在再現(xiàn)過程中，可隨意選擇相應(yīng)的試驗(yàn)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(diǎn)、zui大力、彈性段及各種輔助線等關(guān)鍵數(shù)據(jù)特征點(diǎn)，并實(shí)時(shí)顯示該特征點(diǎn)的坐標(biāo)（力、變形、位移、采樣時(shí)間等）。這時(shí)，顯示特征點(diǎn)應(yīng)為真實(shí)有效的采樣點(diǎn)，若不是真實(shí)有效的采樣點(diǎn)則不應(yīng)顯示坐標(biāo)。
e）   試驗(yàn)員根據(jù)試驗(yàn)曲線，判讀有關(guān)數(shù)據(jù)，輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。如判讀上下屈服力、zui大破壞力，計(jì)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(jì)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(jì)算材料的彈性模量等。
f.）  人工處理與自動(dòng)處理結(jié)果比較。
F．測試（實(shí)驗(yàn)）報(bào)告
測試（實(shí)驗(yàn)）報(bào)告包括實(shí)驗(yàn)標(biāo)題、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、試驗(yàn)設(shè)備（包括測量工具、引伸計(jì)的標(biāo)距）、試樣尺寸參數(shù)、性能計(jì)算結(jié)果及試驗(yàn)曲線，還包括試驗(yàn)者姓名，試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)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(bào)表的打印內(nèi)容、打印樣式、報(bào)表格局等。
打印方式：A4紙，上部為試驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果，下部為試驗(yàn)曲線。