土工布拉力试验机的原理

土工布拉力试验机是用来针对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等力学性能试验用的机械加力的设备，它由测量系统、中横梁驱动系统及载荷机架三个部分组成，土工布拉力试验机的原理，经常给人一种高深莫测、深奥难懂的印象，在这里科准测控小步试着用通俗易懂的形式给大家讲一讲土工布拉力试验机的原理。

测量系统原理

土工布拉力试验机主要是用以检测材料的承受载荷大小、试样的变形量及中横梁位移多少等。载荷测量是通过应变式载荷传感器及其放大器来实现的。电子万能试验机的特点之一是载荷测量范围宽，小自几克，大至上百吨，都可以满足精度指标要求。它一方面是通过更换不同量程的载荷传感器，另一方面是改变高性能载荷放大器的放大倍数来实现的。放大倍数一般分为1、2、5、10、20、50、100等，前六档与不同量程的传感器配合实现整机载荷量程的覆盖，以满足全载荷试验量程的覆盖。以100kN机为例，只选用四个载荷传感器就可以达到全载荷试验量程的要求，如力传感器容量与放大器档级的测量范围表所示。100kN载荷传感器载荷范围为2000~100000N，2000N载荷传感器载荷范围40~2000N，50N载荷传感器载荷范围为1~50N，1N载荷传感器载荷范围为0.05~1N，这样就实现了0.05-100000N的全部试验载荷的覆盖。

电子载荷测量系统的特点是测量范围宽，精度高，响应快和操作方便。每次使用时，只要进行一次电气标定即可工作，传感器每年由计量部门检定一次。

试样变形的测量是通过引伸计及放大器构成应变测量系统实现的。引伸计规格齐全，其夹具有适应圆试样的，有适应板材试样的，还有适应线材、丝材、片材试样的。标距种类也很多，一般分为100mm、50mm、25mm、12.5mm等。为了扩大使用范围，通常用改变放大器的放大倍数来实现。一般放大器的放大倍数可分为1、2、5、10及20五个档级，从而减少了引伸计的规格种类。

驱动系统原理

土工布拉力试验机驱动系统是由速度设定单元、伺服放大器、功率放大器、速度与位置检测器、直流伺服电动机及传动机构组成。由直流伺服电动机驱动主齿轮箱，带动丝杠使中横梁上下移动，结果实现了拉伸、压缩和各种循环试验。速度设定单元主要是给出了与速度相对应的准确模拟电压值或数字量，要求精度高稳定可靠，并且范围宽。通常为1:10000(0.05~500mm/min)，1100 系列电子拉伸机速度范围最宽1:20000(0.05~1000mm/min)。伺服放大器的作用实际上是一个将速度给定信号、速度检侧信号、位置检侧信号及功率放大器的电流大小汇总在一起，按要求运算后发出指令去驱动功率放大器，进而使直流伺服电动机按预先给定速度转动。这一伺服控制系统有三个环路，即通常所说的速度、位置及电流反馈。采用了光电编码器之类的解析器作为检测元件的位置反馈系统是速度控制精度高的基本保证。

载荷机架原理

从土工布拉力试验机结构原理图中看到，土工布拉力试验机的载荷机架包括上横梁、中横梁、台面和丝杠副。有的试验机用两根圆柱与上横梁和台面构成框架，这两根圆柱作为中横梁上下运动的导向柱;也有的用槽钢与上横梁和台面构成框架，这样既保证了机架的刚度又使机架结构匀称合理。传动载荷的一对丝杠，有的试验机选用梯形丝杠，有的则为了提高传动效率选用了滚珠丝杠，而且丝杠与中横梁啮合处采用了消隙结构。这样使试验机在作全反复试验时，大大减少了载荷换向间隙，从而提高了传动精度。

驱动系统原理

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