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操作試驗機(jī)應(yīng)注意什么?
點擊次數(shù):3127 更新時間:2011-12-15

拉力試驗機(jī)可對橡膠、塑料、薄膜、紡織、纖維、高分子材料、復(fù)合材料、保險帶、膠帶、合金材料及其它非金屬材料和金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、撕裂、剝離、拔出力、延伸伸長率等試驗。
    試驗機(jī)的數(shù)據(jù)采集速率太低,目前模擬信號的數(shù)據(jù)采集是通過A/D轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)的。A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多,但在電子試驗機(jī)上采用zui多的是∑-△型A/D轉(zhuǎn)換器。這類轉(zhuǎn)換器使用靈活,轉(zhuǎn)換速率可動態(tài)調(diào)整,既可實現(xiàn)高速低精度的轉(zhuǎn)換,又可實現(xiàn)低速高精度的轉(zhuǎn)換。在試驗機(jī)上由于對數(shù)據(jù)的采集速率要求不是太高,一般達(dá)每秒幾十次到幾百次就可滿足需求,因而一般多采用較低的轉(zhuǎn)換速率,以實現(xiàn)較高的測量精度。但在某些廠家生產(chǎn)的試驗機(jī)上,為了追求較高的采樣分辨率,以及*的數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定性,而將采樣速度降的很低,這是不可取的。因為當(dāng)采樣速度很低時,對高速變化的信號就無法實時準(zhǔn)確采集。例如金屬材料性能試驗中,當(dāng)材料發(fā)生屈服而力值上下波動時信號變化就是如此,以至于不能準(zhǔn)確求出上下屈服點,導(dǎo)致試驗失敗,結(jié)果丟了西瓜撿芝麻。
    試驗機(jī)控制方法使用不當(dāng)
    針對材料發(fā)生屈服時應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系。國標(biāo)推薦的控制模式為恒應(yīng)變控制,而在屈服發(fā)生前的彈性階段控制模式為恒應(yīng)力控制,這在絕大多數(shù)試驗機(jī)及某次試驗中是很難完成的。因為它要求在剛出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時改變控制模式,而試驗的目的本身就是為了要求取屈服點,怎么可能以未知的結(jié)果作為電子試驗機(jī)測控環(huán)節(jié)的影響條件進(jìn)行控制切換呢?所以在現(xiàn)實中,一般都是用同一種控制模式來完成整個的試驗的(即使使用不同的控制模式也很難在上屈服點切換,一般會選擇超前一點)。對于使用恒位移控制(速度控制)的試驗機(jī),由于材料在彈性階段的應(yīng)力速率與應(yīng)變速率成正比關(guān)系,只要選擇合適的試驗速度,全程采用速度控制就可兼容兩個階段的控制特性要求。但對于只有力控制一種模式的電子試驗機(jī),如果試驗機(jī)的響應(yīng)特別快(這是自動控制努力想要達(dá)到的目的),則屈服發(fā)生的過程時間就會非常短,如果數(shù)據(jù)采集的速度不夠高,則就會丟失屈服值(原因第2點已說明),優(yōu)異的控制性能反而變成了產(chǎn)生誤差的原因。所以在選擇電子試驗機(jī)及控制方法時不要選擇單一的載荷控制模式。
    試驗機(jī)傳感器放大器頻帶太窄
    由于目前試驗機(jī)上所采用的力值檢測元件基本上為載荷傳感器或壓力傳感器,而這兩類傳感器都為模擬小信號輸出類型,在使用中必須進(jìn)行信號放大。*,在我們的環(huán)境中,存在著各種各樣的電磁干擾信號,這種干擾信號會通過許多不同的渠道偶合到測量信號中一起被放大,結(jié)果使得有用信號被干擾信號淹沒。為了從干擾信號中提取出有用信號,針對材料試驗機(jī)的特點,一般在放大器中設(shè)置有低通濾波器。合理的設(shè)置低通濾波器的截止頻率,將放大器的頻帶限制在一個適當(dāng)?shù)姆秶?,就能使試驗機(jī)的測量控制性能得到極大的提高。然而在現(xiàn)實中,人們往往將數(shù)據(jù)的穩(wěn)定顯示看的非常重要,而忽略了數(shù)據(jù)的真實性,將濾波器的截止頻率設(shè)置的非常低。這樣在充分濾掉干擾信號的同時,往往把有用信號也一起濾掉了。在日常生活中,我們常見的電子秤,數(shù)據(jù)很穩(wěn)定,其原因之一就是它的頻帶很窄,干擾信號基本不能通過。這樣設(shè)計的原因是電子秤稱量的是穩(wěn)態(tài)信號,對稱量的過渡過程是不關(guān)心的,而材料試驗機(jī)測量的是動態(tài)信號,它的頻譜是非常寬的,若頻帶太窄,較高頻率的信號就會被衰減或濾除,從而引起失真。對于屈服表現(xiàn)為力值多次上下波動的情況,這種失真是不允許的。就材料試驗機(jī)而言,筆者認(rèn)為這一頻帶zui小也應(yīng)大于10HZ,達(dá)到30HZ.在實際中,有時放大器的頻帶雖然達(dá)到了這一范圍,但人們往往忽略了A/D轉(zhuǎn)換器的頻帶寬度,以至于造成了實際的頻帶寬度小于設(shè)置頻寬。以眾多的試驗機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)選用的AD7705、AD7703、AD7701等為例。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器以“zui高輸出數(shù)據(jù)速率4KHZ”運行時,它的模擬輸入處理電路達(dá)到zui大的頻帶寬度10HZ.當(dāng)以試驗機(jī)zui常用的100HZ的輸出數(shù)據(jù)速率工作時,其模擬輸入處理電路的實際帶寬只有0.25HZ,這會把很多的有用信號給丟失,如屈服點的力值波動等。用這樣的電路當(dāng)然不能得到正確試驗結(jié)果。
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