電子試驗機是一種集機械、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和軟件技術(shù)于一體的精密測量儀器,用于對各種材料、構(gòu)件和產(chǎn)品進行靜態(tài)力學性能測試。它的核心功能是:對試樣施加一個可控的、可測量的力,并測量試樣隨之產(chǎn)生的形變,從而揭示材料的力學性能。
核心工作原理
電子試驗機的工作原理可以概括為一個簡單的閉環(huán)控制過程:
驅(qū)動系統(tǒng):核心是一個高性能伺服電機??刂葡到y(tǒng)發(fā)出指令,驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)。
傳動系統(tǒng):電機的旋轉(zhuǎn)運動通過精密減速器和滾珠絲杠,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動橫梁的勻速、平穩(wěn)的直線運動。
施力與夾持:橫梁的運動帶動上夾具移動,從而對裝夾在上、下夾具之間的試樣進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切等測試。
測量系統(tǒng):
力值測量:通過安裝在移動橫梁上的力傳感器,測量施加在試樣上的力。
形變測量:通過引伸計 或測量橫梁的位移,來測定試樣的微小伸長或壓縮量。
數(shù)據(jù)處理:力和形變的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)接嬎銠C,由專業(yè)測試軟件實時記錄、處理,并繪制出應(yīng)力-應(yīng)變曲線等圖表,最終計算出各項性能指標。
主要組成部分
一臺典型的電子試驗機包含三大核心部分:
主機框架:
單臂式:適用于拉力較小、行程短的測試,如橡膠、薄膜、紡織物等。結(jié)構(gòu)緊湊,成本較低。
門式:最常見的結(jié)構(gòu),具有更高的剛性和穩(wěn)定性,可用于從幾牛頓到數(shù)百千牛頓的大噸位測試,如金屬、塑料、建材等。
測量控制系統(tǒng):
伺服電機和驅(qū)動器:提供穩(wěn)定、無滯后的動力源。
力傳感器:機器的“心臟”,精度直接決定測試結(jié)果的準確性。有不同的量程以適應(yīng)不同的測試需求。
引伸計:測量試樣標距內(nèi)真實變形的關(guān)鍵附件,對于獲得準確的彈性模量等參數(shù)至關(guān)重要。
計算機與專業(yè)軟件:
現(xiàn)代試驗機的“大腦”。負責控制測試過程、實時顯示曲線、數(shù)據(jù)采集、結(jié)果計算和生成測試報告。軟件的性能極大地影響了操作的便捷性和結(jié)果的可靠性。
突出特點與優(yōu)勢
高精度與寬測量范圍:力值測量精度可達±0.5%甚至更高,力值量程從幾牛到幾百千牛,覆蓋極廣。
操作便捷,自動化程度高:測試過程由軟件控制,自動計算結(jié)果,大大減少人為誤差,提率。
數(shù)據(jù)豐富,功能強大:不僅能輸出最終結(jié)果,還能記錄整個測試過程的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,提供的材料行為信息。
附件豐富,應(yīng)用靈活:通過更換夾具、環(huán)境箱(高低溫試驗)等附件,可實現(xiàn)多種特殊測試。
