拉力试验机系统机构及功能分析

拉力试验机主要由机型部分、测量部分、伺服驱动部分、单片机测控系统、管理软件等五方面组成。

拉力试验机组成部分

1、机械部分：拉力试验机的机械部分包括立柱、机械平台、减速齿轮箱、滚珠丝杠、固定横梁、移动横梁等几部分。在动横梁的滑道上有上下限位开光装置，能够防止横梁的突然上升或者下降将试样的传感器损坏。动横梁是由滚珠丝杠的旋转来带动的，电机的主轴转动通过同步齿行胶带转移到减速器的滚珠丝杠上并带动横梁上下移动。

限位开关 装置

滚珠丝杠和电机连接

2、测量部分：拉力机的测量部分包括测力传感器，光电编码器、信号放大器、单片机、通讯电路、管理软件等几个部分。测量内容包括加载负荷测量、试样变形测量、横梁位移测量。加载负荷测量利用测力传感器来测量，将力值的变化转变为应变片电阻的变化，在通过电桥电路转变为相应电压的变化，通过对变化电压的处理即可得出加载力的大小。横梁位移的测量是通过伺服电机的增量式光电编码器的反馈脉冲来获得的，它的工作原理是通过对脉冲个数的计数来计算动横梁对应的位移量，这些脉冲信号可以直接用单片机来计数和处理。

3、伺服驱动部分：拉力试验机的伺服驱动部分包括伺服电机、驱动驱动器、单片机控制系统、通讯几口、管理软件机等几个部分。伺服驱动的功能是将计算机发出的命令通过单片机控制系统送给驱动器，驱动交流电机按设定的速度、方向转动，并适时停转，从而控制动横梁的上升、下降、停止，完成试样的拉伸和压缩。

4、单片机测控系统：拉力机的单片机测控系统是测量部分、伺服驱动部分和管理软件连接的中间桥梁，包括力值传感器、变形传感器、AD转换器、光电编码器等部分。通过传感器将加载力的大小和试样变形量的多少转变为相应的电压大小，经过信号放大和AD转换变成数字信号由单片机采集存储，通过通讯电路送管理软件计算，处理，绘制载荷—变形曲线图。

5、管理软件：拉力试验机管理软件是整个系统的控制中心，是人和计算机交流的媒介，一方面，人机交互界面能够设置各种系统控制参数，如力值传感器额定值，单位、变形传感器额定变形值、电机转动速度等；两一方面，人机交互界面能够及时反应各种测量数据，如加载力的大小，试样变形量、横梁位移量；电机瞬时速度、瞬时拉力、断裂变形量。管理软件包括两个方面内容，一是用于测控系统的数据采集程序、电机控制程序、单片机的通讯程序；另一个就是保存试样数据、方便用户随时调用的数据库。