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聯(lián)系我們揭秘萬能拉力試驗機的測量原理：如何精準(zhǔn)獲取拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)參數(shù)
點擊次數(shù)：4 更新時間：2026-02-05
萬能拉力試驗機是現(xiàn)代材料力學(xué)性能測試的核心設(shè)備，其測量原理基于力-位移的精確轉(zhuǎn)換。試驗機通過伺服電機或液壓系統(tǒng)驅(qū)動橫梁移動，對試樣施加拉伸、壓縮或彎曲載荷，同時通過高精度力傳感器和位移傳感器實時采集數(shù)據(jù)，較終計算出材料的各項力學(xué)參數(shù)。
力值測量原理
試驗機的力值測量采用應(yīng)變式力傳感器，當(dāng)試樣受力時，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，通過惠斯通電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換為電壓信號。該信號經(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，再根據(jù)預(yù)先標(biāo)定的力值-電壓關(guān)系曲線，精確計算出試樣所受的力值?，F(xiàn)代萬能試驗機的力值測量精度可達±0.5%甚至更高，能夠滿足各類材料的精確測試需求。
位移測量原理
位移測量主要通過光電編碼器或光柵尺實現(xiàn)。光電編碼器安裝在伺服電機輸出軸上，通過記錄電機轉(zhuǎn)動的脈沖數(shù)來計算橫梁位移；光柵尺則直接安裝在橫梁上，通過光柵尺讀數(shù)頭讀取光柵尺上的刻線數(shù)，實現(xiàn)更高精度的位移測量。兩種方式都能將機械位移轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)處理后得到精確的位移數(shù)據(jù)。位移測量精度通?？蛇_±0.5%以內(nèi)，確保試驗數(shù)據(jù)的可靠性。
力學(xué)參數(shù)計算
在獲得力值和位移數(shù)據(jù)后，試驗機軟件通過內(nèi)置算法計算各項力學(xué)參數(shù)。拉伸試驗中，通過力-位移曲線可得到屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率等參數(shù)；壓縮試驗可得到壓縮強度、壓縮模量等；彎曲試驗則可獲得彎曲強度、彎曲模量等。軟件根據(jù)試樣尺寸自動計算應(yīng)力-應(yīng)變曲線，通過曲線上的特征點自動識別屈服點、較大力點等關(guān)鍵參數(shù)，大大提高了測試效率和準(zhǔn)確性。
精度保障措施
為確保測量精度，試驗機需定期進行校準(zhǔn)。力值校準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)測力儀，通過比對試驗機顯示力值與標(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，驗證位移測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。此外，試驗過程中需注意試樣裝夾對中、試驗速度控制、環(huán)境溫度穩(wěn)定等因素，這些都會影響較終測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過規(guī)范的校準(zhǔn)和操作，萬能拉力試驗機能夠為材料研發(fā)、質(zhì)量控制提供可靠的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。
