蘇州凱特爾儀(yi) 器微機電子米兰篮球体育馆的組成及其工作原理說明
電子式米兰篮球体育馆(又叫材料試驗機)是現代電子技術與(yu) 機械傳(chuan) 動技術相結合的產(chan) 物,是充分發了機電各自特長而構成的大型精密測試儀(yi) 器,可對各種材料進行拉 伸、壓縮、彎曲、剝離、剪切等多項性能試驗,且有測量範圍寬、精度高、響應快等特點。工作可靠,效率高,可對試驗數據進行實時顯示記錄、打印。
電子式米兰篮球体育馆是由測量係統、驅動係統、控製係統及電腦(電腦係統型米兰篮球体育馆)等結構組成。
蘇州凱特爾儀(yi) 器微機電子米兰篮球体育馆的組成及其工作原理說明
一.米兰篮球体育馆的測量係統
1.力值的測量
通過測力傳(chuan) 感器、放大器和數據處理係統來實現測量,zui常用的測力傳(chuan) 感器是應變片式傳(chuan) 感器。
所謂應變片式傳(chuan) 感器,就是由【應變片】、彈性元件和某些附件(補償(chang) 元件、防護罩、接線插座、加載件組成),能將某種機械量變成電量輸出的器件。應變片式的拉、壓力傳(chuan) 感器國內(nei) 外種類繁多,主要有筒狀力傳(chuan) 感器、輪輻式力傳(chuan) 感器、S雙連孔型傳(chuan) 感器、十字梁式傳(chuan) 感器等類型。
從(cong) 材料力學上得知,在小變形條件下,一個(ge) 彈性元件某一點的應變ε與(yu) 彈性元件所受的力成正比,也與(yu) 彈性的變形成正比。以S型傳(chuan) 感器為(wei) 例,當傳(chuan) 感器受到拉 力P的作用時,由於(yu) 彈性元件表麵粘貼有應變片,因為(wei) 彈性元件的應變與(yu) 外力P的大小成正比例,故此將應變片接入測量電路中,即可通過測出其輸出電壓,從(cong) 而測 出力的大小。
對於(yu) 傳(chuan) 感器,一般采用差動全橋測量,即將所粘貼的應變片組成橋路,
R1、R2、R3、R4,實際為(wei) 阻值相等的4片(或8片)應變片,即R1=R2=R3=R4,當傳(chuan) 感器受到外力(拉力或壓力)作用時,傳(chuan) 感器彈性元件 產(chan) 生應變而使各電阻值發生變化,其變化值分別為(wei) △R1△、R2、△R3、△R4,結果原來平衡的電橋,現在不平衡了,橋路就有電壓輸出,設△E
則△E=[R1R2/(R1 R2)2]△R1/R1-△R2/R2 △R3/R3-△R4/R4)U
式中U為(wei) 外電源供給橋路的電壓
進一步簡化有
△E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R △R3/R-△R4/R)U
將△Ri/Ri=Kεi代上上式
則有△E=[UK/4](ε1-ε2 ε3-ε4)
簡單來說,外力P引起傳(chuan) 感器內(nei) 應變片的變形,導致電橋的不平衡,從(cong) 而引起傳(chuan) 感器輸出電壓的變化,我們(men) 通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。
一般來說,傳(chuan) 感器的輸出信號都是非常微弱的,通常隻有幾個(ge) mV,如果我們(men) 直接對此信號進行測量,是非常困難的,並且不能滿足高精度測量要求。因此必須 通過放大器將此微弱信號放大,放大後的信號電壓可達10V,此時的信號為(wei) 模擬信號,這個(ge) 模擬信號經過多路開關(guan) 和A/D轉換芯片轉變為(wei) 數字信號,然後進行數 據處理,至此,力的測量告一段落。
2.形變的測量
通過形變測量裝置來測量,它是用來測量試樣在試驗過程中產(chan) 生的形變。
該裝置上有兩(liang) 個(ge) 夾頭,經過一係列傳(chuan) 動機構與(yu) 裝在測量裝置頂部的【光電編碼器】連在一起,當兩(liang) 夾頭間的距離發生變化時,帶動光電編碼器的軸旋轉,光電編碼器就會(hui) 有脈衝(chong) 信號輸出。再由處理器對此信號進行處理,就可以得出試樣的變形量。
3.橫梁位移的測量
其原理同變形測量大致相同,都是通過測量光電編碼器的輸出脈衝(chong) 數來獲得橫梁的位移量。
二.米兰篮球体育馆的驅動係統
主要是用於(yu) 試驗機的橫梁移動,其工作原理是由伺服係統控製電機,電機經過減速箱等一係列傳(chuan) 動機構帶動絲(si) 杆轉動,從(cong) 而達到控製橫梁移動的目的。通過改變電機的轉速,可以改變橫梁的移動速度。
三.米兰篮球体育馆的控製係統
顧名思義(yi) ,就是控製試驗機運作的係統,人們(men) 通過操作台可以控製試驗機的運作,通過顯示屏可以獲知試驗機的狀態及各項試驗參數,若該機帶有電腦的話,也 可以由電腦實現各項功能並進行數據處理分析、試驗結果打印。試驗機同電腦之間的通信一般都是使用RS232串行通信方式,它通過計算機背後的串口(COM 口)進行通信,此技術比較成熟、可靠,使用方便。
四.電子米兰篮球体育馆的配套電腦
用來采集和處理分析數據。進入試驗界麵後,電腦會(hui) 不斷采集各樣試驗數據,實時畫出試驗曲線(常用力--位移的曲線),自動求出各試驗參數及輸出報表
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