土工布拉力試驗機是用來針對各種材料進行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、撕裂、剝離等力學性能試驗用的機械加力的設備，它由測量系統、中橫梁驅動系統及載荷機架三個部分組成，土工布拉力試驗機的原理，經常給人一種高深莫測、深奧難懂的印象，在這里科準測控小步試著用通俗易懂的形式給大家講一講土工布拉力試驗機的原理。

測量系統原理

土工布拉力試驗機主要是用以檢測材料的承受載荷大小、試樣的變形量及中橫梁位移多少等。載荷測量是通過應變式載荷傳感器及其放大器來實現的。電子萬能試驗機的特點之一是載荷測量范圍寬，小自幾克，大至上百噸，都可以滿足精度指標要求。它一方面是通過更換不同量程的載荷傳感器，另一方面是改變高性能載荷放大器的放大倍數來實現的。放大倍數一般分為1、2、5、10、20、50、100等，前六檔與不同量程的傳感器配合實現整機載荷量程的覆蓋，以滿足全載荷試驗量程的覆蓋。以100kN機為例，只選用四個載荷傳感器就可以達到全載荷試驗量程的要求，如力傳感器容量與放大器檔級的測量范圍表所示。100kN載荷傳感器載荷范圍為2000~100000N，2000N載荷傳感器載荷范圍40~2000N，50N載荷傳感器載荷范圍為1~50N，1N載荷傳感器載荷范圍為0.05~1N，這樣就實現了0.05-100000N的全部試驗載荷的覆蓋。

電子載荷測量系統的特點是測量范圍寬，精度高，響應快和操作方便。每次使用時，只要進行一次電氣標定即可工作，傳感器每年由計量部門檢定一次。

試樣變形的測量是通過引伸計及放大器構成應變測量系統實現的。引伸計規格齊全，其夾具有適應圓試樣的，有適應板材試樣的，還有適應線材、絲材、片材試樣的。標距種類也很多，一般分為100mm、50mm、25mm、12.5mm等。為了擴大使用范圍，通常用改變放大器的放大倍數來實現。一般放大器的放大倍數可分為1、2、5、10及20五個檔級，從而減少了引伸計的規格種類。

驅動系統原理

土工布拉力試驗機驅動系統是由速度設定單元、伺服放大器、功率放大器、速度與位置檢測器、直流伺服電動機及傳動機構組成。由直流伺服電動機驅動主齒輪箱，帶動絲杠使中橫梁上下移動，結果實現了拉伸、壓縮和各種循環試驗。速度設定單元主要是給出了與速度相對應的準確模擬電壓值或數字量，要求精度高穩定可靠，并且范圍寬。通常為1:10000(0.05~500mm/min)，1100 系列電子拉伸機速度范圍最寬1:20000(0.05~1000mm/min)。伺服放大器的作用實際上是一個將速度給定信號、速度檢側信號、位置檢側信號及功率放大器的電流大小匯總在一起，按要求運算后發出指令去驅動功率放大器，進而使直流伺服電動機按預先給定速度轉動。這一伺服控制系統有三個環路，即通常所說的速度、位置及電流反饋。采用了光電編碼器之類的解析器作為檢測元件的位置反饋系統是速度控制精度高的基本保證。

載荷機架原理

從土工布拉力試驗機結構原理圖中看到，土工布拉力試驗機的載荷機架包括上橫梁、中橫梁、臺面和絲杠副。有的試驗機用兩根圓柱與上橫梁和臺面構成框架，這兩根圓柱作為中橫梁上下運動的導向柱;也有的用槽鋼與上橫梁和臺面構成框架，這樣既保證了機架的剛度又使機架結構勻稱合理。傳動載荷的一對絲杠，有的試驗機選用梯形絲杠，有的則為了提高傳動效率選用了滾珠絲杠，而且絲杠與中橫梁嚙合處采用了消隙結構。這樣使試驗機在作全反復試驗時，大大減少了載荷換向間隙，從而提高了傳動精度。

驅動系統原理

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