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電子拉力機的力值測量係統原理分享

瀏覽次數:964發布日期:2017-10-11
  電子拉力機的主機采用伺服電機及伺服調速係統、精密減速機、高精度絲杠副或滾珠絲杠、具有傳動平穩、噪音低、速度精度高、調速範圍寬、使用壽命長等特點;液晶實時顯示,可顯示試驗力、峰值、位移、速度、試驗狀態等,外觀大方,使用方便,操作簡單。具有限位、過載自動保護、試樣斷裂自動停機等功能。
  電子拉力機力值的測量一般是通過測力傳感器、放大器和數據處理係統來實現測量,常用的測力傳感器是應變片式傳感器。應變片式傳感器,就是由應變片、彈性元件和某些附件,能將某種機械量變成電量輸出的器件。電子拉力機生產配備的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型。
  電子拉力機對於傳感器,一般采用差動全橋測量,即將所粘貼的應變片組成橋路,R1、R2、R3、R4,實際為阻值相等的4片(或8片)應變片,即R1=R2=R3=R4,當傳感器受到外力(拉力或壓力)作用時,傳感器彈性元件產生應變而使各電阻值發生變化,其變化值分別為△R1△、R2、△R3、△R4,結果原來平衡的電橋,現在不平衡了,橋路就有電壓輸出,設△E;
  則:△E=[R1R2/(R1+R2)2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U。
  式中U為外電源供給橋路的電壓進一步筒化有:
  △E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R)U。
  將△Ri/Ri=Kεi代上上式則有:
  △E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4)。
  簡單來說,外力P引起傳感器內應變片的變形,導致電橋的不平衡,從而引起傳感器輸出電壓的變化,通過測量輸出電壓的變化就可以知道力的大小。
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