拉力試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)及功能分析

拉力試驗(yàn)機(jī)主要由機(jī)型部分、測(cè)量部分、伺服驅(qū)動(dòng)部分、單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)、管理軟件等五方面組成。

拉力試驗(yàn)機(jī)組成部分

1、機(jī)械部分：拉力試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械部分包括立柱、機(jī)械平臺(tái)、減速齒輪箱、滾珠絲杠、固定橫梁、移動(dòng)橫梁等幾部分。在動(dòng)橫梁的滑道上有上下限位開光裝置，能夠防止橫梁的突然上升或者下降將試樣的傳感器損壞。動(dòng)橫梁是由滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)的，電機(jī)的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)同步齒行膠帶轉(zhuǎn)移到減速器的滾珠絲杠上并帶動(dòng)橫梁上下移動(dòng)。

限位開關(guān) 裝置

滾珠絲杠和電機(jī)連接

2、測(cè)量部分：拉力機(jī)的測(cè)量部分包括測(cè)力傳感器，光電編碼器、信號(hào)放大器、單片機(jī)、通訊電路、管理軟件等幾個(gè)部分。測(cè)量?jī)?nèi)容包括加載負(fù)荷測(cè)量、試樣變形測(cè)量、橫梁位移測(cè)量。加載負(fù)荷測(cè)量利用測(cè)力傳感器來(lái)測(cè)量，將力值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變片電阻的變化，在通過(guò)電橋電路轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)電壓的變化，通過(guò)對(duì)變化電壓的處理即可得出加載力的大小。橫梁位移的測(cè)量是通過(guò)伺服電機(jī)的增量式光電編碼器的反饋脈沖來(lái)獲得的，它的工作原理是通過(guò)對(duì)脈沖個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù)來(lái)計(jì)算動(dòng)橫梁對(duì)應(yīng)的位移量，這些脈沖信號(hào)可以直接用單片機(jī)來(lái)計(jì)數(shù)和處理。

3、伺服驅(qū)動(dòng)部分：拉力試驗(yàn)機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)部分包括伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、單片機(jī)控制系統(tǒng)、通訊幾口、管理軟件機(jī)等幾個(gè)部分。伺服驅(qū)動(dòng)的功能是將計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)送給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)按設(shè)定的速度、方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并適時(shí)停轉(zhuǎn)，從而控制動(dòng)橫梁的上升、下降、停止，完成試樣的拉伸和壓縮。

4、單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)：拉力機(jī)的單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)是測(cè)量部分、伺服驅(qū)動(dòng)部分和管理軟件連接的中間橋梁，包括力值傳感器、變形傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、光電編碼器等部分。通過(guò)傳感器將加載力的大小和試樣變形量的多少轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電壓大小，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大和AD轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)由單片機(jī)采集存儲(chǔ)，通過(guò)通訊電路送管理軟件計(jì)算，處理，繪制載荷—變形曲線圖。

5、管理軟件：拉力試驗(yàn)機(jī)管理軟件是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，是人和計(jì)算機(jī)交流的媒介，一方面，人機(jī)交互界面能夠設(shè)置各種系統(tǒng)控制參數(shù)，如力值傳感器額定值，單位、變形傳感器額定變形值、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度等；兩一方面，人機(jī)交互界面能夠及時(shí)反應(yīng)各種測(cè)量數(shù)據(jù)，如加載力的大小，試樣變形量、橫梁位移量；電機(jī)瞬時(shí)速度、瞬時(shí)拉力、斷裂變形量。管理軟件包括兩個(gè)方面內(nèi)容，一是用于測(cè)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、電機(jī)控制程序、單片機(jī)的通訊程序；另一個(gè)就是保存試樣數(shù)據(jù)、方便用戶隨時(shí)調(diào)用的數(shù)據(jù)庫(kù)。