鋼絲拉力機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)
鋼絲拉力機(jī)是由測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。而測(cè)量系統(tǒng)是由變形的測(cè)量、橫粱位移的測(cè)量、力值的測(cè)量組成
測(cè)量系統(tǒng)
1、鋼絲拉力機(jī)的變形的測(cè)量
該裝置上有兩個(gè)夾頭,經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與裝在測(cè)量裝置頂部的光電編碼器連在一起,當(dāng)兩夾頭間的距離發(fā)生變化時(shí),帶動(dòng)光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn),光電編碼器就會(huì)有脈沖信號(hào)輸出。再由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理,就可以得出試樣的變形量。通過(guò)變形測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量,它是用來(lái)測(cè)量試樣在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的形變。
2、鋼絲拉力機(jī)的橫粱位移的測(cè)量
通過(guò)測(cè)量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來(lái)獲得橫梁的位移量
3、鋼絲拉力機(jī)的力值的測(cè)量
通過(guò)測(cè)力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量,zui常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。
所謂應(yīng)變片式傳感器,就是由應(yīng)變片、彈性元件和某些附件(補(bǔ)償元件、防護(hù)罩、接線插座、加載件組成),能將某種機(jī)械量變成電量輸出的器件。
應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國(guó)內(nèi)外種類(lèi)繁多,主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類(lèi)型。
從材料力學(xué)上得知,在小變形條件下,一個(gè)彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)變ε與彈性元件所受的力成正比,也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例,當(dāng)傳感器受到拉力P的作用時(shí),由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片,因?yàn)閺椥栽膽?yīng)變與外力P的大小成正比例,故此將應(yīng)變片接入測(cè)量電路中,即可通過(guò)測(cè)出其輸出電壓,從而測(cè)出力的大小。
對(duì)于傳感器,一般采用差動(dòng)全橋測(cè)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形,導(dǎo)致電橋的不平衡,從而引起傳感器輸出電壓的變化,我們通過(guò)測(cè)量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。
一般來(lái)說(shuō),傳感器的輸出信號(hào)都是非常微弱的,通常只有幾個(gè)mV,如果我們直接對(duì)此信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,是非常困難的,并且不能滿(mǎn)足高精度測(cè)量要求。因此必須通過(guò)放大器將此微弱信號(hào)放大,放大后的信號(hào)電壓可達(dá)10V,此時(shí)的信號(hào)為模擬信號(hào),這個(gè)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)多路開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,至此,力的測(cè)量告一段落。
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