电子材料试验机

电子材料试验机是电子技术与机械传动相结合的新型试验机。现以CSS—2210型微机控制电子材料试验机为例，说明电子材料试验机的结构及工作原理。CSS—2210型试验机通过微机的功能管理，可以实现多种试验功能。它对载荷、变形、位移的测量和控制有较高的精度和灵敏度。与计算机相联还可实现控制、检测和数据处理的自动化。可以实现拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转、断裂韧性等多种试验功能。可以进行等速负荷、等速变形、恒负荷、恒变形的自动控制实验，并有低周载荷循环的功能。
一、加载控制系统
图2-4是的主机结构简图。在加载控制系统中，由上横梁、活动横梁、工作台、滚珠丝杠付及立柱等组成门式框架。活动横梁由滚珠丝杠付驱动。试样安装于活动横梁与工作台之间的夹具内。试验机的位移传动采用滚珠丝杠—双螺母预紧结构。传动系统由宽调速直流伺服电机、减速装置、传动带轮等组成，减速装置采用同步齿形胶带传动。计算机向测控单元发出指令，伺服电机便驱动减速装置带动滚珠丝杠转动，丝杠推动活动横梁向上或向下位移，从而实现对试样的加载。伺服电机内加装高可靠性的反馈元件，使活动横梁能获得稳定的试验速度。
二、测量系统
测量系统包括负荷测量、试样变形测量和活动横梁的位移测量等三部分。负荷测量把负荷传感器发出的信号变为微弱的电信号，经负荷变形测量放大器放大，再经A/D转换变成数字显示。变形测量则是把应变式引伸计的信号经负荷变形测量放大器放大，并经A/D转换变为数字显示。活动横梁的位移是借助丝杠的转动来实现的。滚珠丝杠转动时，装在滚珠丝杠上的位移编码器输出的脉冲信号经过转换，也可用数字显示。

三、功能控制系统操作说明
CSS—2210型微机控制控制操作面板示意图如图2-5所示。
各键的操作及指示如下：

1．显示窗——指示数值为动横梁位移量。单位mm。
2．伸长键——伸长指示灯亮时，表示当前模拟量输出切换至小变形通道。
3．清零键——在任意时刻将动横梁位移（或伸长）所在位置定为零点。
4．设定指示窗——指示试验方式及控制参数。试验方式包括常规试验、控制试验、伸长输出三种方式。
5．复位键——用来使系统回复到初始状态。
6．量程键——用来设定位移输出模量的量程。
7．小键盘——“0～9，＋/－”用来设定试验数据，回车符号用来认可所设定的参数。
8．循环键——选定由zui小值向zui大值，再由zui大值向zui小值的反复试验。
9．单向键——选定某一方向的定值试验。
10．负荷键——进行单向或循环负荷控制。选择负荷控制后，负荷zui大值的输入被限制在zui大负荷以内。
11．变形键——进行单向或循环变形控制。
12．位移键——进行单向或循环位移控制。
13．给定键——进行负荷/变形控制时，给定函数发生器。
14．拉伸键——使负荷/变形控制的启动方向为“拉”启动。
15．压缩键——使负荷/变形控制的启动方向为“压”启动。

图2-5 操作面板
16．保持键——在试验的任意点使函数发生器保持在当前值不变。
17．返回键——在试验的任意点使函数发生器按相反方向返回至零点。
18．增益键——调整控制通道的增益值可由1～9进行选择。
19．功能键——按此键指示灯亮表示系统偏差不是零。当偏差为零时指示灯灭，并自动完成所设控制通道的无冲击转换。
20．任意速度键——选择包括面板十七档速度在内的由zui低至zui高速度之间分度为0.01mm/min的任意速度。
21．1/10键——该键将面板所设的十三档速度值÷10，则可得到十七档试验速度。
22．十三个速度键——直接设定如键所示的速度值，该十三档为常用速度。
23．下降键——使动横梁以选定的速度向下运行。
24．停止键——任意时刻按下此键将使动横梁停止运行。
25．上升键——使动横梁以选定的速度向上运行。
26．超荷指示灯——当试样负荷超过量程10%时，指示灯亮。
27．限位指示灯——当动横梁到达限位环所限定的位置时，指示灯亮并停机。
四、实验操作规程
1．接通电源，启动动力驱动系统，并预热一段时间。
2．安装试样。
3．检查是否处于正确的初始状态，否则按复位键使其正常。
4．选择试验方式进行参数设定。
进行某一控制方式下试验参数的设定应按如下顺序进行：
（1）选择试验给定方式，有速度和函数给定两种。
（2）选择控制方式，有单向和循环两种。
（3）选择试验项目，有负荷、变形、位移三种。
（4）设定试验参数。
如只进行常用速度下简单拉伸或压缩试验（2）、（3）、（4）步骤省略。
5．如需绘制试验曲线，接好X—Y记录仪后，按下“伸长”键灯亮则X 轴输出为小变形，再按下灯灭便切换为位移。
6．参数设定完毕按回车键，若需重新设置或选择另一组新的试验参数，则按“复位”进行步骤4便可完成新一组参数的设定。
7．按所需的试验动作选择相应的控制键进行试验。
8．试样破坏后（非破坏性试验应先卸载），先关闭动力系统，然后关闭电源，清理还原。
注意：试验过程中出现异常情况，迅速按“急停”按键。待找出原因，系统正常再按正确操作步骤开始试验。