土工布拉力試驗(yàn)機(jī)是用來針對各種材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、撕裂、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)用的機(jī)械加力的設(shè)備，它由測量系統(tǒng)、中橫梁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及載荷機(jī)架三個(gè)部分組成，土工布拉力試驗(yàn)機(jī)的原理，經(jīng)常給人一種高深莫測、深?yuàn)W難懂的印象，在這里科準(zhǔn)測控小步試著用通俗易懂的形式給大家講一講土工布拉力試驗(yàn)機(jī)的原理。

測量系統(tǒng)原理

土工布拉力試驗(yàn)機(jī)主要是用以檢測材料的承受載荷大小、試樣的變形量及中橫梁位移多少等。載荷測量是通過應(yīng)變式載荷傳感器及其放大器來實(shí)現(xiàn)的。電子萬能試驗(yàn)機(jī)的特點(diǎn)之一是載荷測量范圍寬，小自幾克，大至上百噸，都可以滿足精度指標(biāo)要求。它一方面是通過更換不同量程的載荷傳感器，另一方面是改變高性能載荷放大器的放大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。放大倍數(shù)一般分為1、2、5、10、20、50、100等，前六檔與不同量程的傳感器配合實(shí)現(xiàn)整機(jī)載荷量程的覆蓋，以滿足全載荷試驗(yàn)量程的覆蓋。以100kN機(jī)為例，只選用四個(gè)載荷傳感器就可以達(dá)到全載荷試驗(yàn)量程的要求，如力傳感器容量與放大器檔級的測量范圍表所示。100kN載荷傳感器載荷范圍為2000~100000N，2000N載荷傳感器載荷范圍40~2000N，50N載荷傳感器載荷范圍為1~50N，1N載荷傳感器載荷范圍為0.05~1N，這樣就實(shí)現(xiàn)了0.05-100000N的全部試驗(yàn)載荷的覆蓋。

電子載荷測量系統(tǒng)的特點(diǎn)是測量范圍寬，精度高，響應(yīng)快和操作方便。每次使用時(shí)，只要進(jìn)行一次電氣標(biāo)定即可工作，傳感器每年由計(jì)量部門檢定一次。

試樣變形的測量是通過引伸計(jì)及放大器構(gòu)成應(yīng)變測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。引伸計(jì)規(guī)格齊全，其夾具有適應(yīng)圓試樣的，有適應(yīng)板材試樣的，還有適應(yīng)線材、絲材、片材試樣的。標(biāo)距種類也很多，一般分為100mm、50mm、25mm、12.5mm等。為了擴(kuò)大使用范圍，通常用改變放大器的放大倍數(shù)來實(shí)現(xiàn)。一般放大器的放大倍數(shù)可分為1、2、5、10及20五個(gè)檔級，從而減少了引伸計(jì)的規(guī)格種類。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理

土工布拉力試驗(yàn)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由速度設(shè)定單元、伺服放大器、功率放大器、速度與位置檢測器、直流伺服電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。由直流伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)主齒輪箱，帶動(dòng)絲杠使中橫梁上下移動(dòng)，結(jié)果實(shí)現(xiàn)了拉伸、壓縮和各種循環(huán)試驗(yàn)。速度設(shè)定單元主要是給出了與速度相對應(yīng)的準(zhǔn)確模擬電壓值或數(shù)字量，要求精度高穩(wěn)定可靠，并且范圍寬。通常為1:10000(0.05~500mm/min)，1100 系列電子拉伸機(jī)速度范圍最寬1:20000(0.05~1000mm/min)。伺服放大器的作用實(shí)際上是一個(gè)將速度給定信號、速度檢側(cè)信號、位置檢側(cè)信號及功率放大器的電流大小匯總在一起，按要求運(yùn)算后發(fā)出指令去驅(qū)動(dòng)功率放大器，進(jìn)而使直流伺服電動(dòng)機(jī)按預(yù)先給定速度轉(zhuǎn)動(dòng)。這一伺服控制系統(tǒng)有三個(gè)環(huán)路，即通常所說的速度、位置及電流反饋。采用了光電編碼器之類的解析器作為檢測元件的位置反饋系統(tǒng)是速度控制精度高的基本保證。

載荷機(jī)架原理

從土工布拉力試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖中看到，土工布拉力試驗(yàn)機(jī)的載荷機(jī)架包括上橫梁、中橫梁、臺(tái)面和絲杠副。有的試驗(yàn)機(jī)用兩根圓柱與上橫梁和臺(tái)面構(gòu)成框架，這兩根圓柱作為中橫梁上下運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向柱;也有的用槽鋼與上橫梁和臺(tái)面構(gòu)成框架，這樣既保證了機(jī)架的剛度又使機(jī)架結(jié)構(gòu)勻稱合理。傳動(dòng)載荷的一對絲杠，有的試驗(yàn)機(jī)選用梯形絲杠，有的則為了提高傳動(dòng)效率選用了滾珠絲杠，而且絲杠與中橫梁嚙合處采用了消隙結(jié)構(gòu)。這樣使試驗(yàn)機(jī)在作全反復(fù)試驗(yàn)時(shí)，大大減少了載荷換向間隙，從而提高了傳動(dòng)精度。

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理

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