拉力試驗機系統(tǒng)機構(gòu)及功能分析

拉力試驗機主要由機型部分、測量部分、伺服驅(qū)動部分、單片機測控系統(tǒng)、管理軟件等五方面組成。

拉力試驗機組成部分

1、機械部分：拉力試驗機的機械部分包括立柱、機械平臺、減速齒輪箱、滾珠絲杠、固定橫梁、移動橫梁等幾部分。在動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。動橫梁是由滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)來帶動的，電機的主軸轉(zhuǎn)動通過同步齒行膠帶轉(zhuǎn)移到減速器的滾珠絲杠上并帶動橫梁上下移動。

限位開關(guān)裝置

滾珠絲杠和電機連接

2、測量部分：拉力機的測量部分包括測力傳感器，光電編碼器、信號放大器、單片機、通訊電路、管理軟件等幾個部分。測量內(nèi)容包括加載負荷測量、試樣變形測量、橫梁位移測量。加載負荷測量利用測力傳感器來測量，將力值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)變片電阻的變化，在通過電橋電路轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)電壓的變化，通過對變化電壓的處理即可得出加載力的大小。橫梁位移的測量是通過伺服電機的增量式光電編碼器的反饋脈沖來獲得的，它的工作原理是通過對脈沖個數(shù)的計數(shù)來計算動橫梁對應(yīng)的位移量，這些脈沖信號可以直接用單片機來計數(shù)和處理。

3、伺服驅(qū)動部分：拉力試驗機的伺服驅(qū)動部分包括伺服電機、驅(qū)動驅(qū)動器、單片機控制系統(tǒng)、通訊幾口、管理軟件機等幾個部分。伺服驅(qū)動的功能是將計算機發(fā)出的命令通過單片機控制系統(tǒng)送給驅(qū)動器，驅(qū)動交流電機按設(shè)定的速度、方向轉(zhuǎn)動，并適時停轉(zhuǎn)，從而控制動橫梁的上升、下降、停止，完成試樣的拉伸和壓縮。

4、單片機測控系統(tǒng)：拉力機的單片機測控系統(tǒng)是測量部分、伺服驅(qū)動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)過信號放大和AD轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號由單片機采集存儲，通過通訊電路送管理軟件計算，處理，繪制載荷—變形曲線圖。

5、管理軟件：拉力試驗機管理軟件是整個系統(tǒng)的控制中心，是人和計算機交流的媒介，一方面，人機交互界面能夠設(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、電機轉(zhuǎn)動速度等；兩一方面，人機交互界面能夠及時反應(yīng)各種測量數(shù)據(jù)，如加載力的大小，試樣變形量、橫梁位移量；電機瞬時速度、瞬時拉力、斷裂變形量。管理軟件包括兩個方面內(nèi)容，一是用于測控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、電機控制程序、單片機的通訊程序；另一個就是保存試樣數(shù)據(jù)、方便用戶隨時調(diào)用的數(shù)據(jù)庫。