进口电子拉力机如何改造? 拉力机改造实例

在实际工作中，我们发现有很多朋友通过各种渠道引进购买了进口的电子拉力机，由于引进渠道的问题，有相当多一部分朋友得到进口的设备时，只有产品说明书，没有电子拉力机线路图。由于缺乏相关的技术资料给进口的电子拉力机的日常使用，检修，调试，改造带来了诸多麻烦。

首先，我们要端正观念，有的朋友总是认为进口的设备都是高技术产品，一看到进口的设备心里就发怵，再加上进口的拉力机一般价格都很贵，有的朋友甚至摸都不敢摸，生怕弄坏了。其实大可不必，在这里我们就以一个改造实例为引子来说明进口电子拉力机的改造也没有什么大不了的，只要充分发挥我们所掌握的相关知识，我们是能按照我们自己的想法和意图来改造它的。这这个实例中我们要给一台美国进口的电子拉力机在保留原系统的同时，再增加两个负荷传感器，一个50牛的，一个30牛的，同时再将拉力机的测量系统做相应改造。

原进口拉力机的结构简图如下：

图1 原进口拉力机的结构简图

它主要由主体框架，移动横梁和固定栋梁组成，其中移动横梁是通过反齿隙游移螺母由双螺旋丝杠驱动实现上下移动来实现检测拉力的的试验。

现在，较先进的电子拉力机测力系统均由应变片式负荷传感器及集成电路侧量系统组成。类比国内外几种不同型号产品的应变片式负荷传感器测力系统，如：国产CSS-163型，500N小负荷电子拉力机，DL-l00B、DL-1000B电子拉力机，进口INSTRON1196和INSTRON1122型万能拉力机，以及美国MTS拉力机等测力系统，并结合该拉力机的实物及其功能，分析绘出改造方案图如图2所示。

图2改造方案图

作拉力试验或其它试验时，由于负菏传感器与试样在同一轴线上，试样所受的力与负荷传感器受力相同。这样，使贴在传感器弹性体上的电阻应变片所组成的电桥失去平衡。电桥则产生一个小电压信号输出。该电压在一定范围内与作用力的大小呈线性正比例。负荷传感器输出的小信号经过交流放大以后，由解调器和低通滤波器输出0~±10V的直流电压信号，分别给数显和X-Y记录仪或者接计算机数据采集输人端。实现各种材料的力学性能试验。

从电子拉力机的测量原理可知，将该拉力机改造成为多传感器，多量程的，方便切换的拉力机，首先要更换高精度负荷传感器，如5ON，灵敏度：-2.00556MV/V，非直线度0.013%F.S，不重复度为：0.012%F.S的负荷传感器，必须对测量系统做相应的改造。为此，将A2放大器改造成为如图3所示“满负荷刻度量程选择器”，解决测量系统与负荷传感器的匹配问题。

图3

依据该试脸机A2放大器的实物，在查阅了大量有关资料后，分析得出：凡放大器由两部分组成，第一级是带有滤波器的增益可调节的同相集成运算放大器(见图5)。据实际元件标称值可以推算出：滤波器的揩振调整范围是：f=338.SHZ~∞。由于测量系统的工作频率为：375Hz,那么，当f=375Hz时，可计算出：可调电位器固定值应为：W=90.35kΩ。

计算过程如下：

当电位器W1=100 kΩ时：

振荡频率：f=1/2πW1 C1=1/2π×100 kΩ×4700×10-12=338.8Hz

当f=375Hz时：

W1=1/2πfC1=1/2π375×4700×10-12=90.35(kΩ)

如图4及图5所示，由W1=90.35 kΩ，可以计算出第一级放大器的闭环增益AV1。

图4

AV1=1+R1/ R2=1+ W1/ R1+ W2=1+90.35K/20K+1K=5(倍)

第二级放大器是，当量程转换开关在50%、20%和10%时，由同一放大器构成的可调增益的同相放大器。其各衰减挡的电压增益分别计算如下：

50%衰减挡：AV2=1+R2/ R3+ W3=2(倍)

20%衰减挡：AV2=1+R4/ R5+ W4=5(倍)

10%衰减挡：AV2=1+R6/ R7+ W5=10(倍)

根据上述计算结果，我们设计出了当采用50N负荷传感器时的“满刻度量程选择器”电路(如图5所示)。

图5

由于50N负荷传感器的灵敏度高于原1000磅力的传感器。据公式：

AV2=1+W1/W2+ R1

在实际调校过程中，可以采取增加W2或R1和减小W1来实现AV1的减小。当然就实现了“满刻度量程选择器”与负荷传感器的匹配。

根据以上思路设计制作的与50N和30N负荷传感器相匹配的“满刻度量程选择器”。按照电子式拉力机JJG475-86国家检定规程由专业计量员对未改造和已改造好的测力系统进行了调试和校正，其结果符合要求。并经过半年的使用，复校合格。实践证明：只要我们勤于思考，勇于实践，进口拉力机的改造并不是高不可攀的。

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