電子材料試驗機

電子材料試驗機是電子技術與機械傳動相結合的新型試驗機。現以CSS—2210型微機控制電子材料試驗機為例，說明電子材料試驗機的結構及工作原理。CSS—2210型試驗機通過微機的功能管理，可以實現多種試驗功能。它對載荷、變形、位移的測量和控制有較高的精度和靈敏度。與計算機相聯還可實現控制、檢測和數據處理的自動化。可以實現拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉、斷裂韌性等多種試驗功能。可以進行等速負荷、等速變形、恒負荷、恒變形的自動控制實驗，并有低周載荷循環的功能。
一、加載控制系統
圖2-4是的主機結構簡圖。在加載控制系統中，由上橫梁、活動橫梁、工作臺、滾珠絲杠付及立柱等組成門式框架。活動橫梁由滾珠絲杠付驅動。試樣安裝于活動橫梁與工作臺之間的夾具內。試驗機的位移傳動采用滾珠絲杠—雙螺母預緊結構。傳動系統由寬調速直流伺服電機、減速裝置、傳動帶輪等組成，減速裝置采用同步齒形膠帶傳動。計算機向測控單元發出指令，伺服電機便驅動減速裝置帶動滾珠絲杠轉動，絲杠推動活動橫梁向上或向下位移，從而實現對試樣的加載。伺服電機內加裝高可靠性的反饋元件，使活動橫梁能獲得穩定的試驗速度。
二、測量系統
測量系統包括負荷測量、試樣變形測量和活動橫梁的位移測量等三部分。負荷測量把負荷傳感器發出的信號變為微弱的電信號，經負荷變形測量放大器放大，再經A/D轉換變成數字顯示。變形測量則是把應變式引伸計的信號經負荷變形測量放大器放大，并經A/D轉換變為數字顯示。活動橫梁的位移是借助絲杠的轉動來實現的。滾珠絲杠轉動時，裝在滾珠絲杠上的位移編碼器輸出的脈沖信號經過轉換，也可用數字顯示。

三、功能控制系統操作說明
CSS—2210型微機控制控制操作面板示意圖如圖2-5所示。
各鍵的操作及指示如下：

1．顯示窗——指示數值為動橫梁位移量。單位mm。
2．伸長鍵——伸長指示燈亮時，表示當前模擬量輸出切換至小變形通道。
3．清零鍵——在任意時刻將動橫梁位移（或伸長）所在位置定為零點。
4．設定指示窗——指示試驗方式及控制參數。試驗方式包括常規試驗、控制試驗、伸長輸出三種方式。
5．復位鍵——用來使系統回復到初始狀態。
6．量程鍵——用來設定位移輸出模量的量程。
7．小鍵盤——“0～9，＋/－”用來設定試驗數據，回車符號用來認可所設定的參數。
8．循環鍵——選定由zui小值向zui大值，再由zui大值向zui小值的反復試驗。
9．單向鍵——選定某一方向的定值試驗。
10．負荷鍵——進行單向或循環負荷控制。選擇負荷控制后，負荷zui大值的輸入被限制在zui大負荷以內。
11．變形鍵——進行單向或循環變形控制。
12．位移鍵——進行單向或循環位移控制。
13．給定鍵——進行負荷/變形控制時，給定函數發生器。
14．拉伸鍵——使負荷/變形控制的啟動方向為“拉”啟動。
15．壓縮鍵——使負荷/變形控制的啟動方向為“壓”啟動。

圖2-5 操作面板
16．保持鍵——在試驗的任意點使函數發生器保持在當前值不變。
17．返回鍵——在試驗的任意點使函數發生器按相反方向返回至零點。
18．增益鍵——調整控制通道的增益值可由1～9進行選擇。
19．功能鍵——按此鍵指示燈亮表示系統偏差不是零。當偏差為零時指示燈滅，并自動完成所設控制通道的無沖擊轉換。
20．任意速度鍵——選擇包括面板十七檔速度在內的由zui低至zui高速度之間分度為0.01mm/min的任意速度。
21．1/10鍵——該鍵將面板所設的十三檔速度值÷10，則可得到十七檔試驗速度。
22．十三個速度鍵——直接設定如鍵所示的速度值，該十三檔為常用速度。
23．下降鍵——使動橫梁以選定的速度向下運行。
24．停止鍵——任意時刻按下此鍵將使動橫梁停止運行。
25．上升鍵——使動橫梁以選定的速度向上運行。
26．超荷指示燈——當試樣負荷超過量程10%時，指示燈亮。
27．限位指示燈——當動橫梁到達限位環所限定的位置時，指示燈亮并停機。
四、實驗操作規程
1．接通電源，啟動動力驅動系統，并預熱一段時間。
2．安裝試樣。
3．檢查是否處于正確的初始狀態，否則按復位鍵使其正常。
4．選擇試驗方式進行參數設定。
進行某一控制方式下試驗參數的設定應按如下順序進行：
（1）選擇試驗給定方式，有速度和函數給定兩種。
（2）選擇控制方式，有單向和循環兩種。
（3）選擇試驗項目，有負荷、變形、位移三種。
（4）設定試驗參數。
如只進行常用速度下簡單拉伸或壓縮試驗（2）、（3）、（4）步驟省略。
5．如需繪制試驗曲線，接好X—Y記錄儀后，按下“伸長”鍵燈亮則X 軸輸出為小變形，再按下燈滅便切換為位移。
6．參數設定完畢按回車鍵，若需重新設置或選擇另一組新的試驗參數，則按“復位”進行步驟4便可完成新一組參數的設定。
7．按所需的試驗動作選擇相應的控制鍵進行試驗。
8．試樣破壞后（非破壞性試驗應先卸載），先關閉動力系統，然后關閉電源，清理還原。
注意：試驗過程中出現異常情況，迅速按“急停”按鍵。待找出原因，系統正常再按正確操作步驟開始試驗。