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揭秘萬(wàn)能拉力試驗(yàn)機(jī)的測(cè)量原理：如何精準(zhǔn)獲取拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)參數(shù)
點(diǎn)擊次數(shù)：94 更新時(shí)間：2026-02-05
萬(wàn)能拉力試驗(yàn)機(jī)是現(xiàn)代材料力學(xué)性能測(cè)試的核心設(shè)備，其測(cè)量原理基于力-位移的精確轉(zhuǎn)換。試驗(yàn)機(jī)通過(guò)伺服電機(jī)或液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橫梁移動(dòng)，對(duì)試樣施加拉伸、壓縮或彎曲載荷，同時(shí)通過(guò)高精度力傳感器和位移傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，較終計(jì)算出材料的各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)。
力值測(cè)量原理
試驗(yàn)機(jī)的力值測(cè)量采用應(yīng)變式力傳感器，當(dāng)試樣受力時(shí)，傳感器內(nèi)部的彈性體產(chǎn)生微小變形，粘貼在彈性體上的應(yīng)變片電阻值隨之變化，通過(guò)惠斯通電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)放大器放大后，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的力值-電壓關(guān)系曲線，精確計(jì)算出試樣所受的力值。現(xiàn)代萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的力值測(cè)量精度可達(dá)±0.5%甚至更高，能夠滿足各類材料的精確測(cè)試需求。
位移測(cè)量原理
位移測(cè)量主要通過(guò)光電編碼器或光柵尺實(shí)現(xiàn)。光電編碼器安裝在伺服電機(jī)輸出軸上，通過(guò)記錄電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算橫梁位移；光柵尺則直接安裝在橫梁上，通過(guò)光柵尺讀數(shù)頭讀取光柵尺上的刻線數(shù)，實(shí)現(xiàn)更高精度的位移測(cè)量。兩種方式都能將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)處理后得到精確的位移數(shù)據(jù)。位移測(cè)量精度通?？蛇_(dá)±0.5%以內(nèi)，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
力學(xué)參數(shù)計(jì)算
在獲得力值和位移數(shù)據(jù)后，試驗(yàn)機(jī)軟件通過(guò)內(nèi)置算法計(jì)算各項(xiàng)力學(xué)參數(shù)。拉伸試驗(yàn)中，通過(guò)力-位移曲線可得到屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率等參數(shù)；壓縮試驗(yàn)可得到壓縮強(qiáng)度、壓縮模量等；彎曲試驗(yàn)則可獲得彎曲強(qiáng)度、彎曲模量等。軟件根據(jù)試樣尺寸自動(dòng)計(jì)算應(yīng)力-應(yīng)變曲線，通過(guò)曲線上的特征點(diǎn)自動(dòng)識(shí)別屈服點(diǎn)、較大力點(diǎn)等關(guān)鍵參數(shù)，大大提高了測(cè)試效率和準(zhǔn)確性。
精度保障措施
為確保測(cè)量精度，試驗(yàn)機(jī)需定期進(jìn)行校準(zhǔn)。力值校準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀，通過(guò)比對(duì)試驗(yàn)機(jī)顯示力值與標(biāo)準(zhǔn)力值，調(diào)整校準(zhǔn)系數(shù)；位移校準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)量塊或激光干涉儀，驗(yàn)證位移測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。此外，試驗(yàn)過(guò)程中需注意試樣裝夾對(duì)中、試驗(yàn)速度控制、環(huán)境溫度穩(wěn)定等因素，這些都會(huì)影響較終測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過(guò)規(guī)范的校準(zhǔn)和操作，萬(wàn)能拉力試驗(yàn)機(jī)能夠?yàn)椴牧涎邪l(fā)、質(zhì)量控制提供可靠的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。
