拉力试验机的工作原理

电子拉伸试验机由测量系统、驱动系统、控制系统和计算机（计算机系统拉伸试验机）组成。

一、拉伸试验机的测量系统

1.力值的测量

测量由测力传感器、扩展器和数据处理系统完成。最常用的测力传感器是应变计传感器。

所谓应变计传感器是由[应变计]、弹性元件和一些附件（补偿元件、保护盖、接线插座和加载部件）组成的装置，可以将一定的机械质量转化为电输出。国内外应变片张力和压力传感器种类繁多，主要有圆柱力传感器、辐条力传感器、s型双孔传感器、横梁传感器等。

从数据力学可知，在小变形的前提下，弹性元件某一点的应变ε与弹性元件上的力成正比，也与弹性元件的变形成正比。以S型传感器为例，当传感器受到张力P的影响时，由于应变片粘贴在弹性元件的表面上，且弹性元件的应变与外力P的大小成正比，所以可以将应变片连接到测量电路以测量其输出电压，然后测量输出力的大小。

简而言之，外力P导致传感器内部可变板变形，导致电桥不平衡，进而导致传感器输出电压变化。我们可以通过测量输出电压的变化来知道力的大小。

一般来说，传感器的输出信号通常很弱，只需要几毫伏。如果直接测量信号，长度往往比较困难，无法满足高精度测量的要求。因此，弱信号必须通过扩展器进行扩展，扩展后的信号电压可以达到10V。此时，信号是模拟信号，通过多路复用器和a/D转换芯片将其转换为数字信号，然后进行处理。到目前为止，测力工作已经结束。

2.变形测量

它用于测量实验过程中样品的变形。

装置上有两个卡盘，通过主传输存储头结构与安装在测量装置顶部的[光电编码器]相连。当两卡盘之间的间隔变化时，驱动光电编码器的轴旋转，光电编码器将有脉冲信号输出。然后处理器对信号进行处理，得到样品的变形情况。

3.梁位移测量

其原理与变形测量基本相同。通过测量光电编码器的输出脉冲数来获得光束的位移。

二、拉力试验机驱动系统

主要用于试验机横梁的移动。其工作原理是通过伺服系统控制电机。电机通过减速器等一系列机构驱动螺杆的变化，从而达到控制横梁运动的目的。改变电机速度后，可以改变光束的移动速度。

三、拉力试验机控制系统

从字面上讲，它是一个控制试验机运行的系统。人们可以通过控制台控制试验机的运行，通过显示屏了解试验机的形状和各种试验参数。如果机器配备了计算机，计算机还可以完成各种功能、分析数据和打印实验结果。试验机与计算机之间的通信通常采用RS232串行通信方式。它通过会计机器背面的串行端口（COM端口）进行通信。该技能相对成熟、可靠、使用方便。

四、计算机

用于收集和处理分析数据。进入实验界面后，计算机会随时采集各种实验数据，及时绘制实验曲线（常用的力-位移曲线），并主动计算实验参数并输出报告。