主要儀器設(shè)備介紹

1、主要儀器設(shè)備介紹微機(jī)控制的電子萬能試驗(yàn)機(jī)(CMT5105)一、試驗(yàn)機(jī)概述及結(jié)構(gòu)原理該機(jī)為CMT系列試驗(yàn)機(jī)，能給試件（或模型）施加的最大載荷通常為100KN，能兼作拉伸、壓縮、剪切和彎曲等多種試驗(yàn)并廣泛應(yīng)用于材料試驗(yàn)中。本機(jī)采用微機(jī)控制全試驗(yàn)過程，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示負(fù)荷值、位移值、變形值、試驗(yàn)速度和試驗(yàn)曲線。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用微機(jī)進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果可自動(dòng)保存，試驗(yàn)結(jié)束后可重新調(diào)出試驗(yàn)曲線，通過曲線遍歷重現(xiàn)試驗(yàn)過程，或進(jìn)行曲線比較、曲線放大。其組成結(jié)構(gòu)可分為伺服電機(jī)、連軸器、減速機(jī)、同步齒形帶、絲杠、試驗(yàn)臺(tái)、微機(jī)等組成。試驗(yàn)機(jī)采用高強(qiáng)度光杠固定上橫梁和工作臺(tái)面，使之構(gòu)成高剛性的結(jié)構(gòu)框架。采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服

2、電機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)移動(dòng)橫梁上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)機(jī)工作，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示。二、試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程1、 開機(jī)：試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)打印機(jī)2、 運(yùn)行計(jì)算機(jī)上的試驗(yàn)配套軟件。3、 按照軟件設(shè)定試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。4、 安裝夾具。根據(jù)試樣情況準(zhǔn)備好夾具，并安裝在夾具座上，如果夾具已經(jīng)安裝好，對(duì)夾具進(jìn)行檢查。5、 夾持試樣。先將試樣夾在上夾頭，力值清零消除試樣自重后再夾持試樣的另一端。6、 設(shè)置好限位裝置7、 準(zhǔn)備好電子引伸計(jì)備用8、 輸入試驗(yàn)參數(shù)9、 按運(yùn)行命令運(yùn)行試驗(yàn)10、觀察試驗(yàn)過程，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。三、注意事項(xiàng)1、 任何時(shí)候都不能帶電插拔電源線，否則很容易損壞電氣控制部分。2、 如果剛剛關(guān)機(jī)，需要再開機(jī)，一定要

3、等候時(shí)間超過10秒鐘。3、 試驗(yàn)開始前，一定要調(diào)整好限位擋圈。4、 試驗(yàn)過程中，不能遠(yuǎn)離試驗(yàn)機(jī)5、 試驗(yàn)過程中，除停止按鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒的其它按鍵，否則會(huì)影響試驗(yàn)。6、 試驗(yàn)結(jié)束后，一定要關(guān)閉所有電源。7、 計(jì)算機(jī)要嚴(yán)格按照系統(tǒng)要求一步一步退出，正常關(guān)機(jī)，否則會(huì)損壞部分程序，導(dǎo)致軟件無法正常使用。電子引伸計(jì)一、概述電子引伸計(jì)是感受試件變形的傳感器。主要用于測試材料的規(guī)定非比例伸長應(yīng)變，引伸計(jì)按測量對(duì)象，可分為軸向引伸計(jì)。橫向引伸計(jì)、夾式引伸計(jì)。常用的有100mm標(biāo)距25mm變形量、50mm標(biāo)距10mm變形量等多種規(guī)格?，F(xiàn)在該試驗(yàn)室使用的電子引伸計(jì)的規(guī)格為50mm標(biāo)距10mm變形量的

4、軸向引伸計(jì)。外型如下圖二、引伸計(jì)結(jié)構(gòu)及工作原理引伸計(jì)包括應(yīng)變片、變形傳遞桿、彈性元件、限位標(biāo)距桿、刀刃和夾緊彈簧等。測量變形時(shí), 將引伸計(jì)裝卡于試件上, 刀刃與試件接觸而感受兩刀刃間距內(nèi)的伸長,通過變形桿使彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變, 應(yīng)變片將其轉(zhuǎn)換為電阻變化量, 再用適當(dāng)?shù)臏y量放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。結(jié)構(gòu)圖如下：三、操作規(guī)程1、 先將引伸計(jì)的標(biāo)距桿墊片墊好。2、 將引伸計(jì)刃口卡在試樣的標(biāo)距位置上，輕輕套上橡皮筋，取下標(biāo)距桿墊片。3、 設(shè)置好試樣參數(shù)即可運(yùn)行 四、注意事項(xiàng)1、 試驗(yàn)時(shí)試樣標(biāo)距內(nèi)的伸長量不能大于引伸計(jì)的最大變形量，否則將會(huì)損壞引伸計(jì)。應(yīng)在程序中正確設(shè)置由引伸計(jì)控制到位移的切換點(diǎn)值，切換后應(yīng)

5、及時(shí)取下引伸計(jì)。2、 裝夾電子引伸計(jì)時(shí)，一定要保證上下兩個(gè)刃口和試樣垂直，手拿兩個(gè)測量臂不要捏得太緊，防止兩個(gè)測量臂產(chǎn)生彈性變形，當(dāng)手松開時(shí)，兩臂又彈回，致使標(biāo)距不正確。3、 不要摔碰，刃口保持無變形，標(biāo)距桿兩端得螺桿不要取下以防兩臂無限制張開，造成應(yīng)變片及彈簧片永久變形，導(dǎo)致電子引伸計(jì)損壞。微機(jī)控制的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)（CMT1000）一、試驗(yàn)機(jī)概述及結(jié)構(gòu)原理扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)是對(duì)試樣施加扭矩的專用設(shè)備。目前我室使用的是CTT系列的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)，該機(jī)主要用于測量各種金屬在扭轉(zhuǎn)作用下的抗扭強(qiáng)度、切變模量G等試驗(yàn)結(jié)果及其他相關(guān)數(shù)據(jù)。它是采用交流伺服電動(dòng)機(jī)加載，最大扭矩1000N.m。整機(jī)由主機(jī)、主動(dòng)夾頭、從動(dòng)夾頭

6、、扭轉(zhuǎn)角測量裝置以及電控測量系統(tǒng)等組成。主機(jī)由底座、機(jī)箱、傳動(dòng)系統(tǒng)和移動(dòng)支座等組成；其中的傳動(dòng)系統(tǒng)包括交流伺服電機(jī)、同步齒型帶和帶輪、減速器、同步帶張緊裝置組成。扭轉(zhuǎn)角測量裝置由卡盤、定位環(huán)、支座、轉(zhuǎn)動(dòng)臂、測量輥、光電編碼器組成。扭轉(zhuǎn)角測量裝置測量扭角的原理：卡盤固定在試樣的標(biāo)距位置上，試樣在加載負(fù)荷的作用下而產(chǎn)生形變，從而帶動(dòng)卡盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過測量輥帶動(dòng)光電編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)。由光電編碼器輸出角脈沖信號(hào)，發(fā)送給電控測量系統(tǒng)處理，然后通過計(jì)算機(jī)將扭角顯示在屏幕上。外觀如圖該機(jī)扭矩測量的原理：試驗(yàn)機(jī)的試樣夾頭有兩個(gè)，主動(dòng)夾頭安裝在減速器的出軸端，從動(dòng)夾頭安裝在移動(dòng)支座上的扭矩傳感器上，試樣夾持在兩個(gè)夾頭

7、之間，當(dāng)主動(dòng)夾頭被電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，試樣所承受的力矩經(jīng)從動(dòng)夾頭傳遞給扭距傳感器，轉(zhuǎn)換成測量電信號(hào)，發(fā)送給電控測量系統(tǒng)處理。其外觀圖如下：二、試驗(yàn)機(jī)操作規(guī)程1、開機(jī)：試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)打印機(jī)2、運(yùn)行計(jì)算機(jī)上的試驗(yàn)配套軟件。3、按照軟件設(shè)定試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)。4、 裝夾試樣，先按“對(duì)正”按鍵，使兩夾頭對(duì)正，如發(fā)現(xiàn)夾頭有明顯的偏差，請(qǐng)按下“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”按鍵進(jìn)行微調(diào)5、 將已裝卡盤的試樣的一端放入從動(dòng)夾頭的夾口間，搬動(dòng)夾頭的手柄將試樣夾緊。6、 按“扭矩清零”按鍵或試驗(yàn)操作界面上的扭矩“清零”按鈕7、 先按下“試樣保護(hù)”按鍵，然后慢速扳動(dòng)夾頭的手柄，直至將試樣夾緊。8、 按“扭轉(zhuǎn)角清零”按鍵，使電腦顯示屏上的扭

8、轉(zhuǎn)角顯示值為零。9、 扭角測量裝置的安裝：先將一個(gè)定位環(huán)夾套在試樣的一端，裝上卡盤，將螺釘帶緊。再將另一個(gè)定位環(huán)夾套再試樣的另一端，裝上另一卡盤；根據(jù)不同的試樣標(biāo)距要求，將試樣擱放在相應(yīng)的V形塊上，使兩卡盤與V形塊的兩端貼緊，保證卡盤與試樣垂直，以確保標(biāo)距準(zhǔn)確。將卡盤上的螺釘就擰緊；將裝好卡盤的試樣裝在主、從動(dòng)夾具上；將扭角測量裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)臂的距離調(diào)好，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂，使測量輥壓在卡盤上。10、按“運(yùn)行”鍵，開始試驗(yàn)11、試驗(yàn)完成后，根據(jù)試驗(yàn)要求讀取試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)。三、注意事項(xiàng)1、 任何時(shí)候都不能帶電插拔電源線，否則很容易損壞電氣控制部分。2、 如果剛剛關(guān)機(jī)，需要再開機(jī)，一定要等候時(shí)間超過10秒鐘。3

9、、 試驗(yàn)過程中，不能遠(yuǎn)離試驗(yàn)機(jī)4、試驗(yàn)過程中，除停止按鍵和急停開關(guān)外，不要按控制盒的其它按鍵，否則會(huì)影響試驗(yàn)。5、試驗(yàn)結(jié)束后，一定要關(guān)閉所有電源。6、計(jì)算機(jī)要嚴(yán)格按照系統(tǒng)要求一步一步退出，正常關(guān)機(jī)，否則會(huì)損壞部分程序，導(dǎo)致軟件無法正常使用。TS3860型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀電阻應(yīng)變儀是測量微小應(yīng)變的精密儀器。其工作原理是利用粘貼在構(gòu)件上的電阻應(yīng)變片隨同構(gòu)件一起變形而引起其電阻的改變，通過測量電阻的改變量得到粘貼部位的應(yīng)變。一般構(gòu)件的應(yīng)變是很微小的，要直接測量相應(yīng)的電阻改變量是很困難的。為此采取電橋把應(yīng)變片感受到的微小電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后將此信號(hào)輸入放大器進(jìn)行放大，再把放大后的信號(hào)用應(yīng)變通過顯

10、示器顯示出來。應(yīng)變儀的種類、型號(hào)很多，按測量應(yīng)變的頻率可分為：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀等。按供橋電源可分為：直流電橋應(yīng)變儀和交流電橋應(yīng)變儀。下面介紹我室目前使用的TS3860型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。該儀器采用直流電橋，將輸出電壓的微弱信號(hào)進(jìn)行放大處理，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，經(jīng)過標(biāo)定，可直接由顯示屏讀出應(yīng)變值。（注意：應(yīng)變儀上讀出的應(yīng)變?yōu)槲?yīng)變，1個(gè)微應(yīng)變等于10的負(fù)6次方應(yīng)變，即110-6）其原理框圖如圖所示。該儀器前后面板和上面板如圖所示：TS3860型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀1.前面板：（1）測點(diǎn)顯示窗口，顯示當(dāng)前測點(diǎn)通道124點(diǎn)。（2）應(yīng)變值顯示窗口，

11、顯示各橋路初始值及被扣除后的實(shí)測應(yīng)變值。（3）測點(diǎn)選擇按鈕（即通道選擇按鈕），用于選擇各測點(diǎn)“ ”減小，“”增大。（4）“自動(dòng)”按鈕，按一下該鍵，相應(yīng)指示燈亮，應(yīng)變儀即進(jìn)入計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)采集、測試。（5）“初值”按鈕，點(diǎn)按該鍵，相應(yīng)指示燈亮，顯示該點(diǎn)的初始值。（6）“測量”按鈕，點(diǎn)按該鍵，相應(yīng)指示燈亮，顯示該點(diǎn)的實(shí)測應(yīng)變值。（7）應(yīng)變片電阻設(shè)置鍵，用于設(shè)置與橋路應(yīng)變片阻值相對(duì)應(yīng)的電阻值，分為四種：120、240、350、500。（8）靈敏系數(shù)K設(shè)置，用于設(shè)置應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K值。2.后面板：（1）橋路形式開關(guān)：用于選擇橋路形式，是半橋測量還是全橋測量。一旦選定全橋模式，則該排所有測點(diǎn)均為全橋

12、模式。（2）控制方式：用于該儀器作為主機(jī)還是副機(jī)。（3）機(jī)箱號(hào)：當(dāng)多臺(tái)儀器串聯(lián)使用時(shí)，設(shè)定該儀器的地址號(hào)。（4）RS232接口用于和計(jì)算機(jī)通訊及另一臺(tái)儀器的級(jí)聯(lián)。（5）保險(xiǎn)絲座，用于安裝0.1A的保險(xiǎn)絲，保護(hù)儀器不損壞。（6）接地開關(guān)。（7）電源開關(guān)，用于接通或斷開電源。（8）電源插座，輸入220V交流電。3.上面板：上面板上主要分布排列著24個(gè)測點(diǎn)的接線柱和橋路接線示意圖。左右兩邊A、B、C、D即為電橋的四個(gè)橋臂。用于進(jìn)行半橋或全橋的測量，共3大排橋路，每大排之間有一定距離的隔開。每排8個(gè)通道（即8個(gè)測點(diǎn)）。橫向1、2、3、423、24，即為應(yīng)變儀的測點(diǎn)接線柱編號(hào)。具體接線方法可根據(jù)測試需要，按面板上面的接線示意圖進(jìn)行半橋或全橋的連接?！癇”柱上有一個(gè)短路片，主要用于“半橋”多點(diǎn)測量時(shí)，進(jìn)行公共外補(bǔ)償之用。4.操作步驟：（1）按下電源開關(guān)（電源開關(guān)在后面板上），預(yù)熱30分鐘。（2）選擇橋路形式： 根據(jù)測試需要，選擇半橋或全橋，并將“半橋”和“全橋”開關(guān)撥至相應(yīng)的狀態(tài)上。（3）應(yīng)變片靈敏系數(shù)K值設(shè)定和電阻值選擇： 根據(jù)應(yīng)變片靈敏系數(shù)的大小和阻值，在前面板上進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定和選擇。（4）接線： 按面板上的接線示意圖進(jìn)行接線，半橋測量時(shí)，工作片接“A、B”，溫度補(bǔ)償片接“B、C”；全橋測量時(shí)，則將四個(gè)電阻應(yīng)變片分別接在A、B、C、D四個(gè)接線柱上，并用