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材料试验机的数字化改造

于旭光  
【摘要】:材料试验机的数字化改造是在液压式或机械式试验机上加装传感器,将力值转变为电信号,通过数据采集系统变换为数字信号,从而将其改造成电子式试验机。 材料试验机的数字化改造可以提高试验机的准确度,可操作性,可实现自动计算、存储、判断、打印,提高用户的工作效率,还可以为实现试验室微机联网及液压伺服试验机改造打下基础。 论文主要以提高改造后试验机的示值准确性和稳定性为目的,进行试验机的数字化改造。 首先,通过对材料试验机油路系统工作原理的分析,指出了因压力传感器安装位置不正确而造成示值不稳定的原因,找出了压力传感器安装的最佳位置;接着,通过分析应变式压力传感器的结构及工作原理,阐明了应变式压力传感器的特点,分析了影响压力传感器输出信号稳定性的主要因素,并重点讨论了温度对压力传感器的影响,介绍了对压力传感器进行温度补偿的方法,在此基础上选择了合适的压力传感器,并通过试验考察了其温度特性和线性度,证明其完全符合要求;然后,对试验机数字化改造的重点问题——数据采集系统的设计进行了研究。详细介绍了稳压电源、信号放大器、滤波、A/D转换器、中央处理器、液晶显示器、按键控制芯片以及过载保护等各部分的分析与选择,重点考虑了如何提高整个系统的稳定性、灵敏度、分辨率和采样速率,提出了示值的硬件标定及软件标定两种方法修正试验机的准确度和线性度,最终完成了材料试验机数字化改造的软硬件开发;论文最后,依据国家计量检定规程对改造后的试验机的零点漂移、灵敏度、回零差、过载保护、示值误差及示值重复性进行了检定,对一些电子式试验机经常出现的问题,包括温度特性、动态特性及长期稳定性进行了试验,提供了详尽的试验数据。试验结果表明:试验机各项技术指标均符合要求,试验机数字化改造是成功的。


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