低压万能断仪

文献: 新编液压工程手册 北京理工大学出版社 一九九八年十二月出版　　[URL=http://www.okyiqi.com]电液伺服试验机[/URL]分为动态电液伺服和静态电液伺服[URL=http://www.okyiqi.com]试验机[/URL]两种，伺服阀更适合于动态试验机，而电液比例阀在静态试验机上有无可比拟的优越性。电液比例阀式万能试验机及老产品技术改造自开始生产至今已有100多台，所有产品都正常工作，小至100kN大至15000kN微机控制电液伺服试验机压力试验机。电液比例阀控制技术是目前国内外最新控制技术填补了试验机行业空白，将电液比例阀成功运用于静态电液伺服试验机，打破伺服阀在静态试验机上的垄断局面，使其具有更高可靠性、稳定性及技术先进性，为我国液压试验机发展开辟更为广阔的前景。将该项技术成功应用于普通液压式试验机技术改造，使老产品更新换代成为可能，使之达到与新的电液伺服试验机具有相同的技术水平，使用更为方便可靠。欢迎订购我公司产品，我们将以先进的高技术产品、优越的性能价格比回报广大用户。让用户买了放心，使用放心，使用上质量可靠、稳定性高、功能齐全、性能优良、操作简单、使用方便的一代高科技产品。　　一. 当前国内外同类产品技术概况　　随着[URL=http://www.okyiqi.com]试验机[/URL]技术的发展，国内外电子液压[URL=http://www.okyiqi.com]万能试验机[/URL]，近年来发展了三种不同控制方式；一种是电液伺服阀控制，一种是采用具有速度控制器的压力阀控制，第三种是宽流量范围的比例阀控制，除了控制系统外，还采用高精度力与位移测量系统及计算机采集处理等技术，在功能上达到甚至超过电子万能试验机，尤其在大负荷上液压万能试验机及各种[URL=http://www.okyiqi.com/pages_products/prolist_9.html]压力试验机[/URL]具有更大的优势。日本岛津UEH型及美国STEX公司的HVL型液压万能试验机均采用电液伺服阀控制双向油缸；负荷、变形、位移控制由电液伺服闭环控制，同时具有电子测量和计算机数据处理功能，电液伺服阀的优点是静动态性能良好，分辨率高、滞环小、线性度高、工作范围广更适合动态电液伺服试验机。其缺点是用于静态液压万能试验机上未能发挥其特点，使其造价提高、抗污染能力变差、工作噪声较大，油温升高快，有些还需水冷却。　　西德申克公司的UPM液压[URL=http://www.okyiqi.com]万能试验机[/URL]，其控制原理是由速度控制器控制力矩电机而带动压力控制阀施加负荷，并具有速度电流反馈，是一种传统的控制方式。　　在国内济南试验机厂与其他厂家合作研究了500kN微机控制液压万能试验机与日本岛津产品相似，采用伺服阀控制，此外济南试验机厂已引进日本500kN的UDH型电液伺服阀式液压万能试验机，目前上述产品均在济南试验机厂生产。　　二. 电液比例阀与伺服阀控制技术在静态万能试验机上应用比较（见下表）　　“比例控制阀发展的初期阶段，仅仅是将比例电磁铁代替普通液压阀的开关型电磁铁或调节手柄，这种比例阀的结构原理和设计准则没有变化。这种比例阀工作频宽小，稳定滞环大，只能用于开环控制。七十年代中期至八十年代初，是比例阀发展的第二个阶段，比例阀开始采用各种内反馈原理，耐高压，比例电磁铁出口比例放大技术日趋成熟。阀工作频宽达到5～10Hz稳定滞环降低到3%左右，八十年代以后，比例阀技术发展进入第三阶段，比例阀原理进一步改善，采用了压力流量位移反馈和动压反馈及电校正等手段，使阀稳定精度动态相应和稳定性都有进一步提高。除中位仍有部分死区外其控制性能与伺服阀更为接近”。“此外比例放大技术也相应迅速发展，不仅集成了各种反馈信号传感接受和处理功能，而且尺寸大为减小，可安装在阀体上使整个控制系统组成一体，使用更为方便，比例电磁铁驱动力的提高，也为阀的动态特性的改善提供了条件”，将其应用于静态电液伺服万能试验机中，配合微机精密调速控制系统已完全满足其使用要求。　　电液比例阀与伺服阀控制技术在静态万能试验机上应用比较 电 液 比 例 阀 伺 服 阀 电液比例阀：抗污染能力极强，对液压油的过滤要求为20μm，可实现无故障运行。伺服阀：对液压油的过滤要求需达到3μm以内，抗污染能力极弱，尤其对静态液压式试验机间隙密封的柱塞油缸，更易引起油质污染，阻塞伺服阀。控制方式：电液比例阀是纯数字电器伺服控制、电路简单，稳定性非常高。控制方式：伺服阀多数采用模拟电器控制、电路复杂，稳定性较弱。 工作状态：电液比例阀是在低压起动，系统压力随试验力增加而比例增加，噪音低、油温不易上升，不需冷却装置。 工作状态：伺服阀是在高压状态下起动，正常工作时始终处于最高压力下，工作噪音大、油温升高快，容易渗漏，需要进行水循环冷却。 电器测量控制系统：采用计算机总线插卡式设计，所有功能通过软件来完成，有利于功能扩展、软件升级及微机联网，并且具有故障自诊断功能，维修极为方便，只需更换微机内相应插卡即可。 电器测量控制系统：伺服阀电器测量控制系统大多数采用德国都利公司电箱，需自配计算机及软件去管理电箱，显示试验数据，打印报告等工作，一旦电箱出现故障，试验机厂家无能力维修。性能：电液比例阀反应速度较低，适合于静态液压试验机（频宽Hz/-3dB）～25 性能：而伺服阀反应速度较高，频宽（Hz/-3dB）20～200，适合于动态试验机。 闭环控制 闭环控制性能价格比：高 性能价格比：低

万能拉力试验机可对橡胶、塑料、薄膜、纺织、纤维、高分子材料、复合材料、保险带、胶带、合金材料及其它非金属材料和金属材料进行拉伸、压缩、弯曲、撕裂、90?剥离、拔出力、延伸伸长率等试验。　　万能试验机的数据采集速率太低　　目前模拟信号的数据采集是通过A/D转换器来实现的。A/D转换器的种类很多，但在电子万能试验机上采用最多的是∑-△型A/D转换器。这类转换器使用灵活，转换速率可动态调整，既可实现高速低精度的转换，又可实现低速高精度的转换。在试验机上由于对数据的采集速率要求不是太高，一般达每秒几十次到几百次就可满足需求，因而一般多采用较低的转换速率，以实现较高的测量精度。但在某些厂家生产的试验机上，为了追求较高的采样分辨率，以及极高的数据显示稳定性，而将采样速度降的很低，这是不可取的。因为当采样速度很低时，对高速变化的信号就无法实时准确采集。例如金属材料性能试验中，当材料发生屈服而力值上下波动时信号变化就是如此，以至于不能准确求出上下屈服点，导致试验失败，结果丢了西瓜捡芝麻。　　万能试验机控制方法使用不当　　针对材料发生屈服时应力与应变的关系。国标推荐的控制模式为恒应变控制，而在屈服发生前的弹性阶段控制模式为恒应力控制，这在绝大多数试验机及某次试验中是很难完成的。因为它要求在刚出现屈服现象时改变控制模式，而试验的目的本身就是为了要求取屈服点，怎么可能以未知的结果作为电子万能试验机测控环节的影响条件进行控制切换呢?所以在现实中，一般都是用同一种控制模式来完成整个的试验的(即使使用不同的控制模式也很难在上屈服点切换，一般会选择超前一点)。对于使用恒位移控制(速度控制)的试验机，由于材料在弹性阶段的应力速率与应变速率成正比关系，只要选择合适的试验速度，全程采用速度控制就可兼容两个阶段的控制特性要求。但对于只有力控制一种模式的电子万能试验机，如果试验机的响应特别快(这是自动控制努力想要达到的目的)，则屈服发生的过程时间就会非常短，如果数据采集的速度不够高，则就会丢失屈服值(原因第2点已说明)，优异的控制性能反而变成了产生误差的原因。所以在选择电子万能试验机及控制方法时最好不要选择单一的载荷控制模式。　　万能试验机传感器放大器频带太窄　　由于目前液压万能试验机上所采用的力值检测元件基本上为载荷传感器或压力传感器，而这两类传感器都为模拟小信号输出类型，在使用中必须进行信号放大。众所周知，在我们的环境中，存在着各种各样的电磁干扰信号，这种干扰信号会通过许多不同的渠道偶合到测量信号中一起被放大，结果使得有用信号被干扰信号淹没。为了从干扰信号中提取出有用信号，针对材料试验机的特点，一般在放大器中设置有低通滤波器。合理的设置低通滤波器的截止频率，将放大器的频带限制在一个适当的范围，就能使试验机的测量控制性能得到极大的提高。然而在现实中，人们往往将数据的稳定显示看的非常重要，而忽略了数据的真实性，将滤波器的截止频率设置的非常低。这样在充分滤掉干扰信号的同时，往往把有用信号也一起滤掉了。在日常生活中，我们常见的电子秤，数据很稳定，其原因之一就是它的频带很窄，干扰信号基本不能通过。这样设计的原因是电子秤称量的是稳态信号，对称量的过渡过程是不关心的，而材料试验机测量的是动态信号，它的频谱是非常宽的，若频带太窄，较高频率的信号就会被衰减或滤除，从而引起失真。对于屈服表现为力值多次上下波动的情况，这种失真是不允许的。就万能材料试验机而言，笔者认为这一频带最小也应大于10HZ，最好达到30HZ。在实际中，有时放大器的频带虽然达到了这一范围，但人们往往忽略了A/D转换器的频带宽度，以至于造成了实际的频带宽度小于设置频宽。以众多的试验机数据采集系统选用的AD7705、AD7703、AD7701等为例。当A/D转换器以“最高输出数据速率4KHZ”运行时，它的模拟输入处理电路达到最大的频带宽度10HZ。当以试验机最常用的100HZ的输出数据速率工作时，其模拟输入处理电路的实际带宽只有0.25HZ，这会把很多的有用信号给丢失，如屈服点的力值波动等。用这样的电路当然不能得到正确试验结果

电子万能试验机主要采用伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，实现试验机移动横梁的速度控制。在传动控制上，目前主要有两种形式，同步带和减速机。关于其优缺点，还有待探讨，但都不影响用户使用。在测力上电子万能试验机均采用负荷传感器。　　　　液压万能材料试验机，采用高压液压源为动力源。采用手动阀、伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制。普通液压万能试验机只能进行人工手动实现加载，属于开环控制系统，受价格因素的影响，测力传感器一般采用液压压力传感器。而电液伺服类万能材料试验机则是采用伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制，国内有些厂家亦已经采用高精度负荷传感器来进行测力。　　　　电子万能材料试验机，不用油源。所以更清洁，使用维护更方便，它的试验速度范围可进行调整，试验速度可达0.001mm/min-1000mm/min，速比可达100万倍之多，试验行程可按需要而定，更灵活。测力精度高，有些甚至能达到0.2%.体积小，重量轻，空间大，方便加配相应装置来做各项材料力学试验。真正做到了一机多用。　　　　液压万能试验机，受油源流量的限制，他的试验速度较低。手动液压万能试验机，操作较为简易，价格便宜，但控制精度较低。电液伺服万能试验机，则性能与电子万能试验机相比，除速度低外，控制精度不会差，采用负荷传感器的微机控制电液伺服万能试验机，力值精度也可以达到0.5%左右。且在做大吨位的材料力学试验时，更更可靠，更稳定，性价比更高。　　　　电子万能材料试验机，广泛应用于各种金属、非金属、复合材料、医药、食品、木材、铜材、铝材、塑料型材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、纺织、航空航天等行业进行拉伸性能指标的测试，同时可根据用户提供的国内、国际标准定做各种试验数据处理软件和试验辅具。数字显示电子万能试验机适合于只求力值抗拉强度抗压强度等相关数据的用户。如需求取较为复杂参数，微机控制电子万能试验机是您更好的选择。从性价比来说，30T以下的电子万能试验机更有优势。　　　　液压万能材料试验机主要用于金属，非金属材料和零件、部件、构件的拉伸，压缩，弯曲等力学性能试验。液压万能试验机是工、矿企业、建筑建材、质检中心、水利水电、桥梁工程、科研院所、大专院校力学试验室的理想的试验设备。手动控制的液压万能试验机，价格便宜，适合工矿企业的成品检验、单一材料指标测试。而电液伺服万能材料试验机，则适合要求较高的钢铁，建材检测类的试验室。30T以上的电液伺服万能材料试验机相比电子万能试验机，更有价格优势。