试验机测控环节是整个试验机的核心,随着技术的发展,目前这一环节基本上采用了各种电子电路实现自动测控。由于自动测控知识的深奥,结构的复杂,原理的不透明,一旦在产品的设计中考虑不周,就会对结果产生严重的影响,并且难以分析其原因。针对材料屈服点的求取主要的有下列几点:
1、传感器放大器频带太窄
由于目前试验机上所采用的力值检测元件基本上为载荷传感器或压力传感器,而这两类传感器都为模拟小信号输出类型,在使用中必须进行信号放大。众所周知,在我们的环境中,存在着各种各样的电磁干扰信号,这种干扰信号会通过许多不同的渠道偶合到测量信号中一起被放大,结果使得有用信号被干扰信号淹没。为了从干扰信号中提取出有用信号,针对材料试验机的特点,一般在放大器中设置有低通滤波器。合理的设置低通滤波器的截止频率,将放大器的频带限制在一个适当的范围,就能使试验机的测量控制性能得到极大的提高。然而在现实中,人们往往将数据的稳定显示看的非常重要,而忽略了数据的真实性,将滤波器的截止频率设置的非常低。这样在充分滤掉干扰信号的同时,往往把有用信号也一起滤掉了。在日常生活中,我们常见的电子秤,数据很稳定,其原因之一就是它的频带很窄,干扰信号基本不能通过。这样设计的原因是电子秤称量的是稳态信号,对称量的过渡过程是不关心的,而材料试验机测量的是动态信号,它的频谱是非常宽的,若频带太窄,较高频率的信号就会被衰减或滤除,从而引起失真。对于屈服表现为力值多次上下波动的情况,这种失真是不允许的。就万能材料试验机而言,笔者认为这一频带最小也应大于10HZ,达到30HZ。在实际中,有时放大器的频带虽然达到了这一范围,但人们往往忽略了A/D转换器的频带宽度,以至于造成了实际的频带宽度小于设置频宽。以众多的试验机数据采集系统选用的AD7705、AD7703、AD7701等为例。当A/D转换器以“最高输出数据速率4KHZ”运行时,它的模拟输入处理电路达到的频带宽度10HZ。当以试验机常用的100HZ的输出数据速率工作时,其模拟输入处理电路的实际带宽只有0.25HZ,这会把很多的有用信号给丢失,如屈服点的力值波动等。用这样的电路当然不能得到正确试验结果。
2、数据采集速率太低
目前模拟信号的数据采集是通过A/D转换器来实现的。A/D转换器的种类很多,但在试验机上采用较多的是∑-△型A/D转换器。这类转换器使用灵活,转换速率可动态调整,既可实现高速低精度的转换,又可实现低速高精度的转换。在试验机上由于对数据的采集速率要求不是太高,一般达每秒几十次到几百次就可满足需求,因而一般多采用较低的转换速率,以实现较高的测量精度。但在某些厂家生产的试验机上,为了追求较高的采样分辨率,以及极高的数据显示稳定性,而将采样速度降的很低,这是不可取的。因为当采样速度很低时,对高速变化的信号就无法实时准确采集。例如金属材料性能试验中,当材料发生屈服而力值上下波动时信号变化就是如此,以至于不能准确求出上下屈服点,导致试验失败,结果丢了西瓜捡芝麻。
那么如何判断一个系统的频带宽窄以及采样速率的高低呢?
严格来说这需要许多的专用测试仪器及专业人员来完成。但通过下面介绍的简单方法,可做出一个定性的认识。当一个系统的采样分辨率达到几万分之一以上,而显示数据依然没有波动或显示数据具有明显的滞后感觉时,基本可以确定它的通频带很窄或采样速率很低。除非特殊场合(如:校验试验机力值精度的高精度标定仪),否则在试验机上是不可使用的。
3、控制方法使用不当
针对材料发生屈服时应力与应变的关系(发生屈服时,应力不变或产生上下波动,而应变则继续增大)国标推荐的控制模式为恒应变控制,而在屈服发生前的弹性阶段控制模式为恒应力控制,这在绝大多数试验机及某次试验中是很难完成的。因为它要求在刚出现屈服现象时改变控制模式,而试验的目的本身就是为了要求取屈服点,怎么可能以未知的结果作为条件进行控制切换呢?所以在现实中,一般都是用同一种控制模式来完成整个的试验的(即使使用不同的控制模式也很难在上屈服点切换,一般会选择超前一点)。对于使用恒位移控制(速度控制)的试验机,由于材料在弹性阶段的应力速率与应变速率成正比关系,只要选择合适的试验速度,全程采用速度控制就可兼容两个阶段的控制特性要求。但对于只有力控制一种模式的试验机,如果试验机的响应特别快(这是自动控制努力想要达到的目的),则屈服发生的过程时间就会非常短,如果数据采集的速度不够高,则就会丢失屈服值(原因第2点已说明),优异的控制性能反而变成了产生误差的原因。所以在选择试验机及控制方法时不要选择单一的载荷控制模式。
电子万能试验机采用步进电动机作为动力源,单片微机实时显示试验数据和试验状态,对试验过程的控制是通过单片机自动控制来实现的。
可对各种非金属材料及复合材料进行力学性能测试和分析研究,广泛应用于航空航天、石油化工、机械制造、电线、电缆、纺织、纤维、塑料、橡胶、陶瓷、食品、医药包装、铝塑管、塑料门窗、土工布、薄膜、木材、纸张等制造业。
电子万能试验机采用机电一体化设计而成,产品具有性能稳定、使用安全可靠、维护简便等优点。
用户使用时对于产品知识需要进行一定的掌握,下面小编就来具体介绍一下电子万能试验机的用于及功能特点,希望可以帮助用户更好的应用产品。
电子万能试验机采用液压加荷,操作简便,数显测力,试验数据准确可靠,可以做一般钢材等金属材料之拉伸、压缩、弯曲及剪切等试验,亦可座一般材料、塑料、水泥及混凝土等的压缩及弯曲试验。
为了保证试验机示值读数的准确性采用了数字测力仪(或计算机),为了使试样断裂时所产生的强烈震动不致影响测力部分的准确性,把主体与控制箱(包括测力仪或计算机)分为两个独立的部分。
电子万能试验机经过了长时间的使用,会感到试验机试验不准,现在我们针对这个问题总结一下解决方法。
我们在使用电子万能试验机给材料做拉伸试验的时候,难免会遇到各种各样的问题。但是如果我们已经维修过,它还是出现各种各样的问题,那么就说明我们并没有完全修好。
这时我们应该对它进行全面观察检测并调试,直到完全修好才能继续投入使用。那么还有那些地方值得我们再次检查和调试的呢?
检查一、看看负荷传感器的检定是否标准:
一般的计量检定取设备负荷的10%或者20%作为检定的初始值,而很多质量不好的负荷传感器恰好是≤10%以下误差更大。
如果负荷传感器的精度的确存在问题,那么我们应该及时更换。
检查二、横梁运动速度是否正常:
电子万能试验机拉伸试验速度不同得到的结果也不一样,因此需要对测试速度进行校验检定。
检查三、量程不够:
预估拉伸试验的材料力值是否超过电子拉力试验机的量程,如果超过请更换试验材料。
检查四、位移传感器的安装位置是否正确:
因为设计的不同,安装位置也不一样:但安装在丝杆边的会比安装在电机上的更准确。
检查五、同步皮带或减速装置是否因为使用时间的增长而损坏:
随着同步皮带或减速装置使用时间的增长,会加快这两部位的老化寿命,不及时更换会影响测试的结果。
检查六、安全保护装置是否出现故障:
如果安全保护装置出现故障,那么会对电子万能试验机造成直接的影响,我们应该对它定期进行检查。
一般企业购买电子万能试验机是用来做拉伸、压缩、弯曲、摩擦、剥离/撕裂、剪切等实验。
那么怎么样选择合适的机型和试验速度呢
1、确定所需要测试的最大力值,最大力值在2KN以下,
2、一般选用单臂式电子拉力试验机。(大多数为小单臂,济南普业可以定制大单臂电子拉力试验机)
3、大于2KN到50KN一般选用双立柱的台式电子万能试验机(门式电子万能试验机)
4、在50KN以上是选用落地式电子万能试验机。
另外试验机的试验速度和高度选择要根据所要测的产品的性能,大致确定试验机的试验速度。了解试验所需要的试验空间。
试验要求的横梁位移和垂直试验空间,(一般情况,横梁位移898mm,垂直试验空间1067mm)。如果是弹性体的试验,横梁位移和垂直试验空间会要求高一点。具体情况需要按照实验要求来定。
购买时的几大要点如下:
1.首先我们要知道,电子万能试验机广泛应用于各种金属、非金属及复合材料,如木材、塑料型材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、医药、食品包装材料、织物等进行拉伸性能指标的测试。同时可根据用户提供的国内、国际标准定做各种试验数据处理软件和试验辅具;
2.该设备不用油源,所以更清洁,使用维护更方便;试验速度范围可进行调整,试验行程可按需要而定,更灵活;测力精度高,有些甚至能达到0.2%;体积小、重量轻、空间大、方便加配相应装置来做各项材料力学试验,真正做到了一机多用;
3.主要采用伺服电机作为动力源,丝杠、丝母作为执行部件,实现试验机移动横梁的速度控制。在传动控制上,均采用同步齿形带和伺服电机;在测力上电子万能试验机均采用负荷传感器,具有传动平稳噪音低的特点;
4.性价比 300kN以下的电子万能试验机更有优势;
5.售后服务试验机的售后服务也是相当重要的,因为试验机是一种机电一体化设备,涉及机械、液压、电气、计算机软件等多方面,任何一个方面都可能对试验的成败及试验本身的体验造成影响。
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