微機(jī)顯示萬能材料試驗(yàn)機(jī)的主要組成部分

微機(jī)顯示W(wǎng)能材料試驗(yàn)機(jī)是用于測試金屬、非金屬等材料力學(xué)性能（如拉伸、壓縮、彎曲、剪切等）的精密設(shè)備，其核心特點(diǎn)是通過微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時顯示、自動控制和試驗(yàn)分析。其主要組成部分可分為機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、測量傳感系統(tǒng)、控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)四大類，具體如下：

一、機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（主機(jī)部分）

機(jī)械結(jié)構(gòu)是試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)承載和力傳遞單元，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對試樣的加載和固定，主要包括：

1、主機(jī)框架

由立柱、橫梁（上橫梁、中橫梁、下橫梁）、底座等剛性結(jié)構(gòu)組成，需具備足夠的剛度和強(qiáng)度，確保加載過程中無明顯變形，保證試驗(yàn)精度?？蚣芙Y(jié)構(gòu)通常為門式或單臂式（根據(jù)量程和用途設(shè)計(jì)）。

2、加載驅(qū)動機(jī)構(gòu)

負(fù)責(zé)提供試驗(yàn)所需的力或位移輸出，根據(jù)驅(qū)動方式不同分為：

2.1電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)：包括伺服電機(jī)（如交流伺服電機(jī)）、減速機(jī)（如行星減速機(jī)），通過傳動機(jī)構(gòu)將電機(jī)動力轉(zhuǎn)化為橫梁的移動。2.2傳動機(jī)構(gòu)：多采用高精度滾珠絲杠或梯形絲杠，連接電機(jī)與中橫梁 / 下橫梁，實(shí)現(xiàn)橫梁的平穩(wěn)升降（拉伸試驗(yàn)時分離橫梁，壓縮 / 彎曲試驗(yàn)時靠近橫梁）。2.3部分大噸位機(jī)型可能采用液壓驅(qū)動系統(tǒng)（含液壓泵、油缸、油路控制元件），提供更大加載力。

3、夾持與工裝系統(tǒng)

用于固定不同類型的試樣，根據(jù)試驗(yàn)類型配置Z用夾具：

3.1拉伸夾具：如楔形夾具（適用于金屬線材、板材）、螺紋夾具（適用于標(biāo)準(zhǔn)試件）；3.2壓縮夾具：如平板壓頭（適用于塊狀試樣）、圓柱壓頭；3.3彎曲夾具：如三點(diǎn)彎曲支座、四點(diǎn)彎曲裝置；3.4剪切夾具：如剪切刀架（適用于板材、型材剪切試驗(yàn)）。3.5夾具需具備足夠的夾持力和同軸度，避免試樣打滑或附加應(yīng)力影響結(jié)果。

二、測量傳感系統(tǒng)

負(fù)責(zé)實(shí)時采集試驗(yàn)過程中的力值、變形量、位移等關(guān)鍵參數(shù)，是保證試驗(yàn)精度的核心，主要包括：

1、力值測量單元

1.1負(fù)荷傳感器：核心元件，將機(jī)械力轉(zhuǎn)化為電信號（如應(yīng)變片式傳感器，通過應(yīng)變片電阻變化輸出電壓信號），需具備高精度（通常 0.5 級或 0.3 級）、穩(wěn)定性和線性度。傳感器量程需與試驗(yàn)機(jī)Z大力值匹配，安裝于加載路徑上（如橫梁或底座）。1.2力值信號調(diào)理模塊：對傳感器輸出的微弱信號進(jìn)行放大、濾波、溫度補(bǔ)償，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)電信號（如 0-10V 或 4-20mA）供后續(xù)采集。

2、變形測量單元

用于測量試樣受力后的真實(shí)變形（而非橫梁位移，因框架變形可能引入誤差）：

2.1引伸計(jì)：直接夾持在試樣標(biāo)距段，通過應(yīng)變片或光柵原理測量微小伸長量（如金屬拉伸的屈服、斷后伸長率），分為軸向引伸計(jì)（測長度變化）、橫向引伸計(jì)（測泊松比）。2.2變形信號處理模塊：對引伸計(jì)信號放大、濾波，輸出與變形量成正比的電信號。

3、位移測量單元

用于測量橫梁移動距離（如壓縮試驗(yàn)的位移控制），通常采用：

3.1光柵尺：安裝于立柱或絲杠旁，通過光柵條紋計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)高精度位移測量（分辨率可達(dá) 0.01mm）；3.2編碼器：集成于伺服電機(jī)軸端，通過電機(jī)轉(zhuǎn)動圈數(shù)計(jì)算位移（適用于電機(jī)驅(qū)動機(jī)型）。

三、控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（微機(jī)核心部分）

實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)過程的自動控制、數(shù)據(jù)采集、實(shí)時顯示和結(jié)果分析，是 “微機(jī)顯示" 的核心體現(xiàn)，主要包括：

1、控制系統(tǒng)硬件

1.1伺服控制器：接收微機(jī)指令，控制電機(jī)或液壓系統(tǒng)的加載速度、力值 / 位移 / 變形控制模式（如恒速率加載、恒應(yīng)力控制），實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)（對比設(shè)定值與傳感器實(shí)測值，動態(tài)修正輸出）。1.2數(shù)據(jù)采集卡：將力、變形、位移等模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸至微機(jī)（采樣頻率需滿足試驗(yàn)動態(tài)響應(yīng)需求，通常≥1kHz）。1.3微機(jī)（計(jì)算機(jī)）：作為控制和顯示核心，配置Z用試驗(yàn)軟件，需滿足運(yùn)行內(nèi)存、處理器性能要求，支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲和圖形顯示。

2、試驗(yàn)控制軟件

核心功能包括：

2.1試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置：如試樣信息（材質(zhì)、尺寸）、試驗(yàn)類型（拉伸 / 壓縮）、控制模式（力控 / 位移控 / 變形控）、加載速率、停機(jī)條件（如斷裂自動停機(jī)）；2.2實(shí)時顯示：動態(tài)顯示力 - 位移、力 - 變形、應(yīng)力 - 應(yīng)變等曲線，以及當(dāng)前力值、變形量、速率等數(shù)據(jù)；2.3自動控制：根據(jù)設(shè)定參數(shù)驅(qū)動橫梁加載，實(shí)現(xiàn)全程自動化（如屈服點(diǎn)自動識別、斷裂后自動返程）；2.4數(shù)據(jù)處理與報(bào)告：自動計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果（如抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、彈性模量、延伸率），生成標(biāo)準(zhǔn)格式報(bào)告（可導(dǎo)出 Excel、PDF），支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲和追溯。

四、輔助系統(tǒng)

保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行和試驗(yàn)A全，主要包括：

1、A全保護(hù)系統(tǒng)

1.1機(jī)械限位：橫梁上下J限位置安裝限位開關(guān)，防止超程碰撞。1.2軟件保護(hù)：設(shè)置力值、位移上限閾值，超X時自動停機(jī)。1.3過載保護(hù)：傳感器力值超過量程Y定比例（如 110%）時，系統(tǒng)強(qiáng)制卸載。1.4急停按鈕：緊急情況下切斷動力輸出，保障人員和設(shè)備A全。

2、電源與冷卻系統(tǒng)

2.1電源模塊：提供穩(wěn)定的工作電壓（如 AC 220V 或 380V），含過載、短路保護(hù)。2.2冷卻系統(tǒng)：針對大功率電機(jī)或液壓系統(tǒng)，配置風(fēng)冷風(fēng)扇或水冷裝置，避免設(shè)備過熱。

3、人機(jī)交互部件

3.1微機(jī)顯示器：實(shí)時顯示試驗(yàn)曲線、數(shù)據(jù)和操作界面。3.2操作面板：含急停按鈕、手動控制按鍵（如橫梁升降），部分機(jī)型配置觸摸屏輔助操作。

五、總結(jié)

以上各部分協(xié)同工作，使微機(jī)顯示W(wǎng)能材料試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)從試樣夾持、加載控制、參數(shù)測量到數(shù)據(jù)處理的全流程自動化，廣泛應(yīng)用于材料質(zhì)檢、科研、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。要想了解更多產(chǎn)品組成部分，可隨時聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。