全自动压力试验机改造方案 系统名称:EHC-1000型数字电液压力试验机测控系统 系统简介：系统采用高精度数字伺服阀，具有力闭环控制功能，能够实现等载荷速率加载或等应力速率加载，控制精度高，可靠性好，满足GB、ISO、ASTM等标准对于砌墙砖、混凝土、岩石、集料等材料的抗压强度试验要求，适用于液压式压力试验机改造升级为微机控制全自动压力试验机，采用微机实现电子测量、自动完成抗压强度试验，自动计算和打印报告。 标准配置： 序号名称型号数量1数字电液测控箱EHC-10001只2高精度压力传感器30(50)MPa1只3数字阀GS-801只4减压阀YG-1601只5测控软件SuperTest6.1-200T1套6管路配件 若干 *以上的报价仅限于实现对砌墙砖、混凝土、岩石、集料等材料的抗压强度试验，如果需要进行其它特殊类型的试验，如混凝土弹模测试、混凝土极限拉伸等需要变形测量的试验，则需另外报价。 性能特点：1、采用高精度放大器及A/D转换器，有效内码±60000，全程不分档，一级精度，测量范围4%-100%FS，数字实时显示载荷、载荷峰值、加载速度及抗压强度；2、采用PID闭环控制策略实现恒速加载，可设定速度0.2%-5%FS/s；3、实时显示加载曲线；4、自动间隔计时和连续试验；5、适合Windows9x\2000\XP操作系统；6、采用标准数据库管理试验数据；7、有“自动加载”和“手动加载”两种控制方式；8、试验力过载保护；9、混凝土抗压试验程序符合GB/T50081-2002等相关国家标准。
Ⅰ 前言 岩石三轴试验是研究岩石力学的重要手段，岩石三轴试验数据是岩石力学的一个重要参数，它能比较完整的模拟岩土在原始地应力状态下的力学性能，是工程设计的重要依据。由于深部岩石处于复杂的应力状态，本身又是一种十分复杂的天然材料，在很多情况下，简单应力状态下的岩石应力试验不能完全反映工程实际中的岩体应力状态，必须充分认识复杂应力状态下岩石的力学性质。因此，开展三轴状态下的岩石试验研究显得十分重要。 岩石的力学性能指标与其试验方法密切相关，同时也与试验用仪器密切相关。为了能够获取准确的岩石力学性能指标，必须有一套精密的试验仪器和一套试验用的控制系统，这是取得可靠的岩石三轴试验数据的基础。目前市场上岩石三轴试验机价格不菲，利用本单位现有的试验机改制成岩石三轴试验机，这对节约经费和充分利用试验场地都具有实际意义。Ⅱ 岩石三轴试验机的改造2.1原压力试验机现状与研制思路 原压力试验机为广州生产的微机控制电液伺服万能试验机，试验机最大负荷600KN。根据目前工程建设和岩石三轴试验的方法，改装以后的岩石三轴试验机应符合以下特点：智能化程度高，实现岩石试验过程的自动控制，避免过多的人为干扰因素，提高试验的真实性、科学性，向智能化试验发展；岩石三轴试验机的围压、轴压必须能适应目前工程建设的需要；同时，仪器还必须一机多用，为复杂应力条件下的试验提供方便；构造简单，操作方便、还必须经济。 根据现有试验机的现状，决定利用原压力试验机的轴向加压系统，增加三轴压力室及围压加压系统、编制新的控制软件，但仍需保留压力试验机的完整性、独立性和原万能试验机的控制系统。2.2岩石三轴试验机的改装2.2.1侧向加载装置及测量控制系统 侧向加载装置及测量系统，主要由琴式液压源泵、侧向加载装置、压力室提升及固定装置、电气测量与控制系统等部分组成。液压源与琴台式机柜有机地组合在一起，同时，全自动采集控制器和电气拖动系统安装再机柜内部，整体布局简洁，操作舒适，占地面积小。液压源系统中，电磁换向阀选用日本YUKEN液压元件，溢流阀、减压阀、压力随动阀均采用美国SUNHYDRAULICS的浮动式插入阀。采用SUN的浮动式插入阀，在于阀尾端的自由浮动，藉此精密配合工作组件，减少对阀的安装扭矩的敏感度要求，避免阀芯卡住的可能，并提高了阀的使用寿命。作为电液伺服控制的核心元件，所采用的伺服阀均为进口意大利原装ATOS伺服阀。油泵采用德国进口ECKERLE内合齿轮泵，其具有超高压力，噪音低的特点。侧向加载装置选用高精度伺服阀对作动器进行控制，确保系统平稳、高效率传动围压，实现系统平稳加载。2.2.2压力室及试样装卸固定装置 改装后的岩石三轴压力室体积较小，灵活轻巧，一是适于装卸，二是可以减少侧向加压介质，减少试验准备时间，另外还可实现一机多用，不使用岩石三轴试验时可将压力室部分放置到固定支架上。 新型压力试验机结构采用目前比较先进的小型压力室设计思路，通过液压工程缸活塞的移动完成试样的装夹和卸样，且整个过程都是全自动控制；围压通过液压油充满内腔实现平稳逐级加载；试样与液压油之间采用特殊材料制成的内膜隔离，整个试验过程只需在支架上装夹试样，试验时讲该装置移动到主机框架内固定即可。设备改装完成验收时围压已达35MPa，在系统实际工作时控制最高围压为30MPa。2.2.3试验机的数据采集、测量系统 SY全自动通道闭环测控系统主要有载荷闭环、位移闭环和变形闭环3套独立的采集及控制模块组成。 试验载荷测量：采用高精度负荷传感器，配备高精度、高分辨率采样、放大系统及数字滤波系统、A/D转换器件，确保测力精度。 位移测量：通过测量作动器活塞的位移，反映出上下夹头间的却对位移，进而实现系统的位移控制，也可用于大变形材料的拉伸伸长测量。同时，通过使用高精度差动变压器式位移传感器，可提高试样变形的测量精度，并以该通道采集数据作为反馈量，实现真正意义上的变形控制。2.2.4试验机的控制系统 计算机全数字实时显示负荷、位移、变形、围压等工程量，可以显示载荷与时间、主应力差与主应力、主应力差与时间、轴位移与时间等各种试验曲线，并根据需要可以选择曲线，直观明了。压力试验机控制系统能自动标定试验机准确度，能够自动清零，能完成试验条件的试样参数及试验数据的采集和存储，试验过程具有过载等设定条件的保护功能，在整个试验过程中，自动实时存储试验数据，以防止突然停电时造成数据的丢失，试验完毕可对数据进行分析处理，打印图标及试验报告。 研制的岩石三轴试验机具有应力控制和应变控制界面，装有三轴蠕变试验的控制程序，可以进行软岩及深部固结土的三轴蠕变试验。可以看出，该岩石三轴试验机具有较强的试验功能，完全能满足目前工程建设的需要和符合有关标准。 2.2.5经济实用 岩石三轴试验机改装以后，在经费方面要比购置新设备节约40%左右，并且在软件控制方面根据试验的要求，本着方便、实用为原则，界面友好。Ⅲ 结 论 岩石三轴试验机改装完成以来，经过了有关专家的鉴定验收，已用于本科生的毕业设计和硕士生的学位论文等有关试验。使用证明：改装的岩石三轴试验机抗干扰能力强，精度高，机械运行平稳可靠，计算机控制程序功能强，能实现岩石三轴压缩强度试验的有关要求，围压控制平稳，并且节省费用，经济使用，达到了预期的改装研制目的。
机械设备有限公司是依托高端科研机构建立的。专业生产制作高精度的试验机及配套检测仪器，公司拥有专业的科研机构和技术专员，具有雄厚的科研实力。公司成立到现在，为更好的满足客户和时代的需求，新产品层出不穷，始终保持国内领先水平，质量可靠，信誉至上，服务及时，受到广大高校和客户的广泛信赖。 公司主要生产液压万能试验机、电子万能试验机、压力试验机、拉压试验机、冲击试验机、硬度计、弹簧试验机、摩擦磨损试验机、动平衡试验机、金相检测设备。可为机械制造、冶金矿山、汽车船舶、石油化工、科研及大专院校、能源、交通、航空航天等行业提供各类试验仪器及技术服务。另外，我公司还承接各类非标试验机项目和试验机的技术升级改造项目。
高精度压力数字压力计以其量程的灵活匹配，最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块，还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。应用领域：实验室，工业现场等LPG2500高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到：0.01%，解决现场测量标准，比如：实验室测量当前大气压力，达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。产品特点. 精确度最高达到：0.01%FS. 支持多通道. 人性化智能设计. 支持外部通讯. 可用于差压表测试等. 多精度可选择：0.01%、0.02%、0.05%. 工作最大压力范围可订制应用客户：理化研究所、中国物理所等。服务理念：系统软件终身免费服务；定期进行用户回访；免费系统使用培训提供7X24小时服务，服务热线：13520277456选购配件l 工业级仪表箱:工业级仪表箱用于 LPG2500的运输，也可作为LPG2500空运容器。箱子由高强度抗冲击材料做成，外观为黑色,包含一个把手和一个伸缩拉杆；箱体内部专门根据LPG2500定制的高密度EVC泡沫，并且箱体内具有设备备件的储存空间。仪表箱体结实的特性和在恶劣环境的对设备的保护，非常适合成为LPG2500运输的保护箱体。l 校准证书每台LPG2500出厂时可溯源至计量院，可代送国家计量单位出具证书。
1、首先应考虑需要测试材料拉力范围。 压力试验机拉力范围的不同，决定了所使用传 感器的不同，也就决定了拉力机的结构，但此项对价格的影响不大（门式除外）。对于一般软包装生产厂家，拉力范围在1000公斤的了就已经足够。因此也决定了采用单臂式的就可以了。与单臂式相对应结构的是门式结构，它是适应比较大的拉力，如一吨或以上。所以软包装厂家基本用不着。 2、压力试验机试验行程的问题。 根据软包装薄膜的需要测试的性能和要求，行程在600－800mm就可以。材料伸长率超过1000%的可以选用行程1000或是1200mm。 3、压力试验机标准配置问题。 智能化的三种基本配置：主机、微电脑、还有打印机，如果微电脑功能强可以直接打印。另外也可配备普通电脑。有了电脑，就可以进行复杂的数据分析，如数据编辑，局部放大，可调整报告形式，进行成组式样的统计分析。 4、压力试验机输出结果。 试验结果输出结果可任意设置：最大力值、伸长率，抗拉强度、定力伸长、定伸长力值、屈服强度，弹性模量、最大试验力8项。这可以说是微电脑操作时，输出的最全面的结果。 5、 在可做实验项目上。 软包装要求拉力机一机多用，即在配备不同夹具的基础上，可做拉伸、压缩、弯曲、撕裂、剪切、180度剥离、90度剥离试验。 市面上有一些高档拉力机除以上项目外，因其传感器精度高（有的达到二十万分之一）还可以测试摩擦系数。 6、产品机械主要配置： 传动，有丝杠传动和齿条传动，前者昂贵，用于高精度，测试重复性高；后者便宜，用于低精度，测试重复性低。 丝杠，对拉力精度测量具有决定作用。一般的有滚珠丝杠，梯形丝杠，一般丝杠。其中，滚珠丝杠的精确度最高，但是其性能的发挥要靠电脑伺服系统操作才能发挥，整套价格也比较昂贵。采用一般丝杠和梯形丝杠就可以达到软包装所要求的精度，即0.5－1%精度 传动，有齿轮传动和链条传动，前者昂贵，用于高精度；后者便宜，用于低精度。 传感器，主要成本在于寿命，光电感应是其中比较先进的技术，一般可用10万次以上，但上海信任达仪器有限公司采用的传感器是美国的,精度高,一般可用15万次以上 试验速度。 市面设备有的在10~500 mm/min，有的在0.01~500 mm/min，前者一般使用普通调速系统，成本较低，粗糙影响精度；后者使用伺服系统，价格昂贵，精度高，对于软包装企业，选用伺服系统，调速范围1~500mm/min的就足够了，这样既不影响精度，价格又在合理范围之内。 测量精度。精度问题，包括测力精度，速度精度，变形精度，位移精度。这些精度值最高都可达到正负0.5。但对于一般厂家，达到1%精度就足够了。另外，力值分辨率几乎都能达到二十五万分之一。
一、水泥压力试验机的发展：1、手动操作的水泥压力试验机手动操作的水泥压力试验机是早期产品，具有操作简单、价格低廉等特点，但因手动操作随意性很大，加载速度无法精确控制，加载速度和力值显示精度都难以达到IsO法规定的要求。因此，在实施水泥新标准后，该类试验机属于淘汰产品。2、单片机控制压力试验机单片机控制式压力试验机是在前几年出现的一种机型，由单片机控制加载，简单处理或不处理试验结果，属于半自动机型。它具有加载速度自动控制的功能，但一般来讲其控制精度不高。另外，这种试验机没有显示器，不够直观；没有试验结果打印功能或打印速度很慢；功能简单，扩展余地不大。因此，这种机型基本上是一种过渡性产品，已经逐渐淡出市场。3、微机控制全自动压力试验机微机控制的压力试验机近几年推广较快，由微机自动控制加载，可以实时显示力值和加载速度，试验结果由微机直接进行处理，并且可以存储和打印报表，具有比较完善的全自动功能。根据系统中所用的关键器件即控制阀的不同，微机控制的压力试验机又可以分为以下3种：a、伺服阀控制的压力试验机这种系统可以达到较高的精度，但这种机型的成本很高，对液压油的清洁度要求很高，因而也就对使用环境提出了很高的要求。这种机型在国外使用比较多，而在国内则由于使用成本和使用条件等的局限，难以成为主流机型。b、比例阀控制的压力试验机与使用伺服阀相比，使用比例阀系统的最大优点是降低了成本，但其精度则比使用伺服阀的系统要低。另外，作为比例阀驱动器件的放大器通常受温度的影响较大，因而这种系统很难达到性能上的一致，其精度可能会随着系统温度的变化而降低，这也是目前采用比例阀技术的生产厂家遇到的最大的技术难题之一。c、数字阀控制的压力试验机数字阀吸收了伺服阀和比例阀的优点，又克服了二者的缺点，其成本与比例阀基本相同，性能与伺服阀相当，适合于计算机数字控制心j。因此，采用计算机直接数字控制的压力试验机，具有高精度、低成本、高稳定性的特点，是未来试验机的发展趋势。就像数字手机替代模拟手机一样，采用直接数字控制的压力试验机由于其高性能和低成本而倍受瞩目。除此之外，目前市场上还出现了一种采用变频电机控制、螺杆传动的微机控制的压力试验机，但由于其成本和价格相对较高，而且还有使用寿命等方面的顾虑，很难成为市场主流产品。二、如何选择和评价水泥压力试验机1、 主要技术指标必须符合有关方法标准对水泥压力试验机的要求用户在选择压力试验机时，主要可以考察以下几个指标：a、加载速率及其误差加载速度及其误差是一个重要指标，必须符合相关试验方法标准的规定。因为对同一组水泥试体，采用不同的加载速率所测得的力值是不同的，一般加载速率偏快所测得的力值就会偏大；反之，加载速率偏慢所测得的力值就会偏小嵋J。既；／T 1767l—1999《水泥胶砂强度检验方法(IsO法)》规定的加载速率及误差范围为(2 400±200)N／s，而原标准GB 177-85)对加载速率及误差范围的要求是(500±50)k∥s。因此，在购买压力试验机时若有需要，应同时兼顾上述两种加载速率。采用微机控制的压力试验机，其加载速率的控制由软件实现，比较方便，不少厂家能做到大范围变速加载，使压力试验机不仅可以用于水泥的抗压强度试验，还可以用于其他材料的抗压强度试验。b、力值精度和力值重复性精度力值精度表示压力机的准确性，力值重复性精度则表示压力机的精度保持性能。以图1为例，如果测量值偏离标准值较远，但由于分布很均匀，其计算平均值可能很接近标准值，则其精度就很高，但重复性则不一定高；反之，如果测量值偏离标准值较远，但其分布得很集中，整体都偏在一处，则其重复性就很好，但精度却可能很差；当然，最理理想的情形是测量值分布很集中，偏离标准值又很近。ISO法要求压力试验机的力值精度≯±1．0％，力值重复性精度≯1．0％，即一级精度。从技术角度来讲，水泥胶砂抗折试验机力值精度比较容易达到，但有的试验机的力值重复性精度不太好，导致试验结果时高时低、起伏不定、偏差较大。
[font=&][color=#333333]高精度压力数字压力计以其量程的灵活匹配，最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块，还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。[/color][/font][font=&][color=#333333]应用领域：实验室，工业现场等[/color][/font][font=&][color=#333333]LPG2500高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到：0.01%，解决现场测量标准，比如：实验室测量当前大气压力，达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。[/color][/font][font=&][color=#333333]产品特点[/color][/font][font=&][color=#333333]. 精确度最高达到：0.01%FS[/color][/font][font=&][color=#333333]. 支持多通道[/color][/font][font=&][color=#333333]. 人性化智能设计[/color][/font][font=&][color=#333333]. 支持外部通讯[/color][/font][font=&][color=#333333]. 可用于差压表测试等[/color][/font][font=&][color=#333333]. 多精度可选择：0.01%、0.02%、0.05%[/color][/font][font=&][color=#333333]. 工作最大压力范围可订制[/color][/font][font=&][color=#333333]应用客户：理化研究所、中国物理所等。[/color][/font][font=&][color=#333333]服务理念：系统软件终身免费服务；[/color][/font][font=&][color=#333333]定期进行用户回访；[/color][/font][font=&][color=#333333]免费系统使用培训[/color][/font][font=&][color=#333333]提供7X24小时服务，服务热线：13520277456[/color][/font][font=&][color=#333333]选购配件[/color][/font][font=&][color=#333333]l 工业级仪表箱:[/color][/font][font=&][color=#333333]工业级仪表箱用于 LPG2500的运输，也可作为LPG2500空运容器。箱子由高强度抗冲击材料做成，外观为黑色,包含一个把手和一个伸缩拉杆；箱体内部专门根据LPG2500定制的高密度EVC泡沫，并且箱体内具有设备备件的储存空间。仪表箱体结实的特性和在恶劣环境的对设备的保护，非常适合成为LPG2500运输的保护箱体。[img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433047774_606_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433047676_8628_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][img=,520,520]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205261433046017_1593_5627570_3.jpg!w520x520.jpg[/img][/color][/font][font=&][color=#333333]l 校准证书[/color][/font][font=&][color=#333333]每台LPG2500出厂时可溯源至计量院，可代送国家计量单位出具证书。[/color][/font]
劳埃德1kN新一代的单柱高精度材料试验机LS1新一代的单柱高精度材料试验机LS1，其最大载荷可达1kN (225 lbf) ，适用于常规的质量控制试验或者复杂的多步试验，这款多功能材料试验机可以进行一系列的测试包括拉伸强度、压缩、弯曲、剥离、剪切强度、动态和静态摩擦系数以及各种适用于其他行业的试验。LS1 的特征包括：辅助高精度位移测量的高机械刚度广泛的速度范围 0.01-2032mm/min，从而进行更快速的测试，达到更高的效率杰出的传感器精度 –可以使用数量更少的传感器来覆盖测试中的整个负载范围，节约了时间和成本为了使操作更简便提供多种操作选项：通过控制面板实现单机操作，另外也可以使用安装了我们授权的NexygenPlus测试分析软件的PC或笔记本进行控制NexygenPlus软件兼容Windows® 7操作系统，不仅具有更加先进和直观的用户自定义测试功能，而且进一步补充了试验标准库，使其更为全面摩擦试验仪1kN (225lbs)可用型号摩擦试验仪1kN (225lbs) 全新的LS1为负载小于1 kN / 225 lbf的材料测试应用提供了高精度的经济型方案，通过与各种夹具、固定装置、引伸计和软件相结合成为一款强大的新一代材料测试系统新的特征: 更高的机械刚度本机设计上采用先进的直线导轨技术，预装滚珠丝杠以及先进的软件刚度补偿系统。结合这些新的特征可以实现在极小的位移和速度下的位移进行高精度的位移测量。 更大的测试速度范围与其他型号相比，新型的LS1机型的速度范围从0.01 到2032 mm/min。这意味着更高的测试速度和效率。 更高的精度 LS1提供了空前的载荷高精度。本机使用高精度、可替换的XLC型传感器。以载荷或位移为极限的拉伸或压缩循环测试将作为标准功能。± 0.5%的负载精度范围将达到传感器量程的1%，提供了高动态的范围。此外另一个好处是有可能减少覆盖测试中整个负载范围所使用的传感器数量，既节省了用户测试不同力值的样品时更换不同量程传感器的时间，又降低了购买不同量程传感器的成本。 更多的机器控制选项 LS1可以通过控制面板实现单机操作，另外也可以使用安装了经授权的NexygenPlus测试分析软件的PC或笔记本来控制 。控制面板由一个多功能键盘和用于显示力值及位移数值的背光LCD组成。控制面板显示指导用户如何操作的提示和菜单。系统可以储存多达10种编辑测试方法，总共600项的测试结果。本机也可以选择带有手持控制器的单机机台。作为进一步优化LS1性能的选择，可以使用全新的、广受欢迎的NEXYGENPlus数据分析和测试软件来控制。PC端口通过USB连接方式是其无需使用特殊的PC端口模块而直接使用标准的笔记本进行控制。 通过NEXYGENPlus软件实现简便而先进的测试编辑 NEXYGENPlus材料测试软件兼容Windows® 7操作系统，具有更加先进和直观的用户自定义测试功能。用户通过使用简单的内部指令快速建立复杂的多步测试程序，尤其适用于元器件或成品测试。除了客户自定义测试功能，NEXYGENPlus软件拥有一个全面的测试标准库，不仅覆盖ASTM, DIN, EN, ISO以及其他一些标准，而且具有拉伸、压缩、撕裂、剥离、摩擦、弯曲等的测试设置向导。结合自带的广泛的应用标准库和测试类型，该系统可用于品保、教育和研发等部门，服务的行业包括塑料、包装、医疗设备、纺织、橡胶和电子等领域。
弹簧压力试验机TYE-W系列采用PLC控制，液压加载：采用高精度传感器测量负荷和位移；油缸上置，试验空间可以机动调整，双向油缸可保证快速卸载；采用自动进出式工作台，工件安装方便。微机屏幕显示弹簧的试验力、弹簧的变形量以及弹簧特性曲线，自动采集数据，自动数据处理。主要用于大型弹簧的检测。 弹簧压力试验机主要功能与特点由动态通讯、结果观察、纪录查询、图表显示、图表打印、参数输入、数据处理、数据保存等功能模块构成系统软件。设定试验力，检测弹簧的变形量。设定试验力，检测弹簧的剩余高度。设定弹簧的变形量，检测弹簧的试验力。设定弹簧的剩余高度，检测弹簧的试验力。检测弹簧的刚度。采用PLC控制，PC机屏幕试验力、弹簧的位移、特性曲线，计算弹簧的刚度、打印试验报告、查询试验结果。
我国弹簧试压力验机的生产，已有五十年历史。本文结合我厂产品对国内弹簧试验机的发展现状进行探讨。早期生产的弹簧试验机绝大多数领先机械传递、模拟测量，精度的提高受到限制。近些年来，随着科技的发展，我们在吸收国内外先进技术，并与多所院校进行合作，已建立起了低、中、高档的梯次，也由原来的单一拉压试验向多种试验特性测试迈进。已开发出静态拉压、静态扭转、高频拉压疲劳、低 频拉压疲劳、扭转疲劳、在线检测等六种不同的检测方式：机械式、电子式、电磁式、电液式、电气式、电液伺服式等六种不同的加载方式；量程从1N-500KN不同规格的一百七十多种产品。 一、弹簧压力试验机分类 弹簧压力试验机按可完成的特性测试分类如下： 立式装夹：单数显式双数显式全自动式微机控制式扭转卧式装夹：双数显式单数显式全自动式微机控制式拉压度盘式单数显式双数显式全自动式微机控制式静态特性测试分选负荷分选高度分选复合分选高频疲劳拉压疲劳低频疲劳机械式电液伺服式扭转疲劳 二、中小负荷的弹簧拉压试验机使用情况及发展趋势 2．1弹簧压力试验机的现状此类型的检测设备几年以前大多为手动加载、模拟式或单数显式，近十年，双数显的测试设备已经成为主流设备，这是因为：1)，双数显式试验机由于试验力与位移均采用了高精度负荷传感器、位移传感器，高精度放大器等测量元气件，分辨率高，克服了人眼的读数误差，测量精度高。2)，压力试验机来用计算机技术能使试验力、位移两参数相关测量，可以预先设置试验参数，提高自动化程度和数据的准确性；还可以保存试验参数，以备下次试验用，不用重复输入；能进行某些数据的计算，试验数据的打印。例如：在测试过程中，可以分别设置压缩(或拉伸)弹簧的压(拉)至高(长)度或压缩(拉伸)变形量，自动采集对应的试验力，储存于单片机中，在计算完分段刚度、自由高、初拉力、并判断完弹簧是否合格后，将试验数据自动打印出来，还可以查询储存的试验数据。 2．2弹簧试压力试验机的发展趋势 小负荷的弹簧，尤其是大刚度精密弹簧的首要要求是设备的测试精度高，因为位移的微小变化，便会引起试验力的较大变化，而保证试验力的测试精度，是很容易的事情，但是要保证弹簧试验机的另一参数位移的精度，是保证弹簧测试精度的关键，也是判断弹簧试验机精度高低的标准。因此，越来越多的使用者，都把位移测试精度的高低当做衡量试验机水平高低的标准。在弹簧试验机的国家标准中，位移精度的要求是很低的，满足不了大刚度精密弹簧的要求，因此，对试验机制造商来说，必须提高位移测试精度来满足使用者的要求。影响位移测试精度的因素很多，如检测方法、整机结构、整机刚度、压盘的平行度、测量元件、材料、负荷传感器位移下沉等，只要对这些因素加以克服，位移精度的保证是不成问题的。我公司的弹簧试验机检测是严格按照日本标准对位移进行检测的，能够保证弹簧放置在压盘的不同地方试验力基本一致，保证在试验力的满量程范围内，任意负荷都不会引起负荷传感器的位移下沉。
试验机主机的性能是否优越直接影响试验过程以及结果，济南试验机厂介绍水泥压力试验机的主机性能采用先进的直流伺服电机调速驱动系统，调速比1：700，可根据加荷速度的需要在0.07-35mm/min范围内实现任意的压盘上升速度； 全机械结构，从伺服电机到伺服减速机，采用全密封结构，使用期间不需要对润滑油更换，不存在压力油泄漏和比例阀堵塞；主机设计按照人机工程标准，使操作简便、方便快捷。 测量控制高精度，智能化 充分发挥了微机的优势，减少了电控系统硬件，所有的电器部分集成为两个模块，使产品可靠性大大提高； 超过试验力最大值的一定范围（过载该档位的2-5%）、或活塞碰到限位时，可即刻停机； 各测量数据均可永久保存，以便以后观察；
JJG 139-1999《拉力、压力和万能试验机检定规程》里的试验机级别有0.5/1/2极三种。 三个级别的试验机的各项指标都不一样，如：试验力示值（相对误差、重复性相对误差、进回程相对误差、相对分辨力、零点相对误差等），同轴度、速度等等。所以说试验机的精度等级是试验机的综合精度水平。
时才看见有试验机升级改造项目的公司，承接老试验机的改造升级，主要改造项目如下： 改造类型： 表盘式万能试验机------〉微机屏显系统 表盘式万能试验机------〉电液比例控制系统 微机屏显系统 ------〉电液比例控制系统 表盘式压力机 ------〉压力机屏显系统 表盘式压力机 ------〉压力机控制系统 压力机屏显系统 ------〉压力机控制系统 冲击试验机------〉仪器化冲击试验机 非标试验机------〉自动控制测量试验机改造升级后能改变老试验机力值采样不敏感，数值变化误差大，力值精度低，量程更换麻烦，位移精度低，变形无法计算，人为控制对试验员个人技能要求高等缺点。说是这样说的，不知道具体效果如何，有版友的老试验机这样改造过吗，需要花费多少费用？
1.首先就是电子万能试验机的测控系统(也就是软件和硬件)，目前市场上大部分拉力机的测控系统采用的是8位的单片机控制，采样速率低，且抗干扰能力差，另外就是AD转换器，如果AD转换器的位数也就是分辨率低的话。那么测量也不会准。测控系统采用世界最先进的32位ARM技术研制的控制器HytestV6.0.此控制器是基于32位ARM平台，并运行本公司研制的电子万能试验机时时多任务操作系统，是程序运行更加平稳，系统更加稳定。采样速率可达每秒200次，在加上24位的高精度低燥声高速AD转换器，使整个测控系统更加高精度，高稳定性的控制整个试验过程，上位机的软件为历时2年研制的全数字三毕环控制软件，有两种控制方式a.PID控制调节方式b.模湖控制调节方式(业界首家)。使整个试验过程可达到恒力值控控制，恒位移控制，恒变形控制，低频疲劳控制，和程序任意控制。 2.其次就是试验机的力值传感器，因为传感器的好坏决定了试验机的精度和测力稳定性，目前市场上的拉力机用传感器小力值一般用S型传感器，大力值一般用轮輻式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，如果应变片精度不高或固定应变片用的胶抗老化能力不好在或者传感器的材料不好都将影响传感器的精度和使用寿命。所采用的进口传感器为世界箸名传感器制造商美国铨力传感器，该传感器精度高，线性好，性能非常稳定，几十年都不会变化。 3.接着就是电子万能试验机的传动系统，目前市场上的试验机传动系统有的采用减速机，有的采用普通皮带，这两种传动方式的主要弊端：前种需要定期加润滑油，后种则保证不了传动的同步性影响试验结果。电子万能试验机传动系统采用全圆弧同步带减速，保证了传动的同步精度，传动精度高，效率高，传动平稳，燥声低，不用维护使用寿命长。 4.再次就是驱动传感器运动的部件滚珠丝杆，因为丝杆如果有间隙的话将来做出的试验数据，将直接影响试验的最大变形和断后伸长率。目前市场上的电子万能试验机有的丝杆是用T形普通丝杆，这样的话一是间隙比较大，二是磨擦力比较大使用寿命短，所用丝杆为德国优励聂夫高精度无间隙滚珠丝杆，表面淬火硬度为HRC58-62，使用寿命可达几十年。并且保证精度不变。 5.最后就是试验机的动力源(电机)也叫马达，目前市场上有的试验机采用普通三相电机或变频电机，这种电机采用模拟信号控制，控制反应慢，定位不准确，一般调速范围窄。有高速就没了低速或有低速就没了高速，并且速度控制不准确，凯锐仪器所用的电机为日本松下全数字交流伺服电机，控制方式采用全数字脉冲控制，调速范围广，可达0.001-1000MM/MIN，控制定位准确，反应快，0.01秒可加到满速度，该电机能保证满量程速度控制准确，且使用寿命长，可达几十年，且不用维护。 用途：可用于金属、非金属材料及构件、制品进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、低周循环、蠕变等力学性能试验。能满足ISO.GB.JIS.ASTM.DIN等多种试验方法及标准。 特点： ●多元自动控制：具有恒负荷、恒速率、恒应力、恒应变等控制方式。 ●自动切换功能：试验过程中，根据试验力和变形大小自动变换量程。 ●自动存储测试数据，可重现测试结果及参数曲线。 ●自动连续试验，并对同批次所有测试数据进行综合统计处理。 ●统计分析项目齐全：有最大值、最小值、平均值、标准偏差、变异系数等。根据需要任选，自动处理打印。 ●曲线处理可随意缩放、重叠比较、变幅、旋转预览。可同时绘制多个或全部试件的关系曲线图。 ●数据编辑及报告编程可根据用户需要随意进行。测量范围宽，可配套多只传感器。 ●可手动控制，方便特殊需要，多重保护，运行安全可靠。
1.首先就是试验机的测控系统(也就是软件和硬件)，目前市场上大部分拉力机的测控系统采用的是8位的单片机控制，采样速率低，且抗干扰能力差，另外就是AD转换器，如果AD转换器的位数也就是分辨率低的话。那么测量也不会准。开源仪器的测控系统采用世界最先进的32位ARM技术研制的控制器HytestV6.0.此控制器是基于32位ARM平台，并运行本公司研制的时时多任务操作系统，是程序运行更加平稳，系统更加稳定。采样速率可达每秒200次，在加上24位的高精度低燥声高速AD转换器，使整个测控系统更加高精度，高稳定性的控制整个试验过程，上位机的软件为开源仪器历时2年研制的全数字三毕环控制软件，有两种控制方式a.PID控制调节方式b.模湖控制调节方式(业界首家)。使整个试验过程可达到恒力值控控制，恒位移控制，恒变形控制，低频疲劳控制，和程序任意控制。 2.其次就是试验机的力值传感器，因为传感器的好坏决定了试验机的精度和测力稳定性，目前市场上的拉力机用传感器小力值一般用S型传感器，大力值一般用轮輻式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，如果应变片精度不高或固定应变片用的胶抗老化能力不好在或者传感器的材料不好都将影响传感器的精度和使用寿命。开源仪器所采用的进口传感器为世界箸名传感器制造商美国铨力传感器，该传感器精度高，线性好，性能非常稳定，几十年都不会变化。 3.接着就是电子万能试验机的传动系统，目前市场上的试验机传动系统有的采用减速机，有的采用普通皮带，这两种传动方式的主要弊端：前种需要定期加润滑油，后种则保证不了传动的同步性影响试验结果。开源仪器的试验机传动系统采用全圆弧同步带减速，保证了传动的同步精度，传动精度高，效率高，传动平稳，燥声低，不用维护使用寿命长。 4.再次就是驱动传感器运动的部件滚珠丝杆，因为丝杆如果有间隙的话将来做出的试验数据，将直接影响试验的最大变形和断后伸长率。目前市场上的电子万能试验机有的丝杆是用T形普通丝杆，这样的话一是间隙比较大，二是磨擦力比较大使用寿命短，江都市开源试验机械厂所用丝杆为德国优励聂夫高精度无间隙滚珠丝杆，表面淬火硬度为HRC58-62，使用寿命可达几十年。并且保证精度不变。 5.最后就是试验机的动力源(电机)也叫马达，目前市场上有的试验机采用普通三相电机或变频电机，这种电机采用模拟信号控制，控制反应慢，定位不准确，一般调速范围窄。有高速就没了低速或有低速就没了高速，并且速度控制不准确，开源仪器所用的电机为日本松下全数字交流伺服电机，控制方式采用全数字脉冲控制，调速范围广，可达0.001-1000MM/MIN，控制定位准确，反应快，0.01秒可加到满速度，该电机能保证满量程速度控制准确，且使用寿命长，可达几十年，且不用维护。 用途：可用于金属、非金属材料及构件、制品进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、低周循环、蠕变等力学性能试验。能满足ISO.GB.JIS.ASTM.DIN等多种试验方法及标准。 特点： ●多元自动控制：具有恒负荷、恒速率、恒应力、恒应变等控制方式。 ●自动切换功能：试验过程中，根据试验力和变形大小自动变换量程。 ●自动存储测试数据，可重现测试结果及参数曲线。 ●自动连续试验，并对同批次所有测试数据进行综合统计处理。 ●统计分析项目齐全：有最大值、最小值、平均值、标准偏差、变异系数等。根据需要任选，自动处理打印。 ●曲线处理可随意缩放、重叠比较、变幅、旋转预览。可同时绘制多个或全部试件的关系曲线图。 ●数据编辑及报告编程可根据用户需要随意进行。测量范围宽，可配套多只传感器。 ●可手动控制，方便特殊需要，多重保护，运行安全可靠。
试验机的精度和测力稳定性，目前市场上的拉力机用传感器小力值一般用S型传感器，大力值一般用轮輻式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，如果应变片精度不高或固定应变片用的胶抗老化能力不好在或者传感器的材料不好都将影响传感器的精度和使用寿命。所采用的进口传感器为世界箸名传感器制造商美国铨力传感器，该传感器精度高，线性好，性能非常稳定，几十年都不会变化。 2.其次就是驱动传感器运动的部件滚珠丝杠，因为丝杆如果有间隙的话将来做出的试验数据，将直接应响试验的最大变形和断后伸长率。目前市场上的拉力机有的丝杆是用T形普通丝杆，这样的话一是间隙比较大，二是磨擦力比较大使用寿命短，所用丝杆为德国优励聂夫高精度无间隙滚珠丝杆，表面淬火硬度为HRC58-62，使用寿命可达几十年。并且保证精度不变。 3.再次就是拉力机的传动系统，目前市场上的拉力机传动系统有的采用减速机，有的采用普通皮带，这两种传动方式的主要弊端：前种需要定期加润滑油，后种则保证不了传动的同步性影响试验结果。公司的拉力机传动系统采用全圆弧同步带减速，保证了传动的同步精度，传动精度高，效率高，传动平稳，燥声低，不用维护使用寿命长。 4.再次就是拉力机的动力源(电机)也叫马达，目前市场上有的拉力机采用普通三相电机或变频电机，这种电机采用模拟信号控制，控制反应慢，定位不准确，一般调速范围窄有高速就没了低速或有低速就没了高速，并且速度控制不准确，公司拉力试验机所用的电机为日本松下全数字交流伺服电机，控制方式采用全数字脉冲控制，调速范围广， 可达0.001-1000MM/MIN，控制定位准确，反应快，0.01秒可加到满速度，该电机能保证满量程速度控制准确，且使用寿命长，可达几十年，且不用维护。 5.最后就是拉力机的测控系统(也就是软件和硬件)，目前市场上大部分拉力机的测控系统采用的是8位的单片机控制，采样速率低，且抗干扰能力差，另外就是AD转换器如果AD转换器的位数也就是分辨率低的话。那么测量也不会准。公司的测控系统采用世界最先进的32位ARM技术研制的控制器HytestV6.0,此控制器是基于32位ARM平台，并运行本公司研制的时时多任务试验机操作系统，是程序运行更加平稳，系统更加稳定。采样速率可达每秒200次，在加上24位的高精度低燥声高速AD转换器，使整个测控系统更加高精度，高稳定性的控制整个试验过程，上位机的软件为公司历时5年研制的全数字三毕环控制软件，有两种控制方式1.PID控制调节方式2.模湖控制调节方式(业界首家)。使整个试验过程可达到恒力值控控制，恒位移控制，恒变形控制，低频疲劳控制，和程序任意控制。
试验机的精度和测力稳定性，目前市场上的拉力机用传感器小力值一般用S型传感器，大力值一般用轮輻式传感器，传感器内部一般为电阻应变片式，如果应变片精度不高或固定应变片用的胶抗老化能力不好在或者传感器的材料不好都将影响传感器的精度和使用寿命。所采用的进口传感器为世界箸名传感器制造商美国铨力传感器，该传感器精度高，线性好，性能非常稳定，几十年都不会变化。 2.其次就是驱动传感器运动的部件滚珠丝杠，因为丝杆如果有间隙的话将来做出的试验数据，将直接应响试验的最大变形和断后伸长率。目前市场上的电子拉力试验机有的丝杆是用T形普通丝杆，这样的话一是间隙比较大，二是磨擦力比较大使用寿命短，所用丝杆为德国优励聂夫高精度无间隙滚珠丝杆，表面淬火硬度为HRC58-62，使用寿命可达几十年。并且保证精度不变。 3.再次就是拉力机的传动系统，目前市场上的拉力机传动系统有的采用减速机，有的采用普通皮带，这两种传动方式的主要弊端：前种需要定期加润滑油，后种则保证不了传动的同步性影响试验结果。公司的电子拉力试验机传动系统采用全圆弧同步带减速，保证了传动的同步精度，传动精度高，效率高，传动平稳，燥声低，不用维护使用寿命长。 4.再次就是拉力机的动力源(电机)也叫马达，目前市场上有的拉力机采用普通三相电机或变频电机，这种电机采用模拟信号控制，控制反应慢，定位不准确，一般调速范围窄有高速就没了低速或有低速就没了高速，并且速度控制不准确，公司拉力机所用的电机为日本松下全数字交流伺服电机，控制方式采用全数字脉冲控制，调速范围广， 可达0.001-1000MM/MIN，控制定位准确，反应快，0.01秒可加到满速度，该电机能保证满量程速度控制准确，且使用寿命长，可达几十年，且不用维护。 5.最后就是拉力机的测控系统(也就是软件和硬件)，目前市场上大部分拉力机的测控系统采用的是8位的单片机控制，采样速率低，且抗干扰能力差，另外就是AD转换器如果AD转换器的位数也就是分辨率低的话。那么测量也不会准。公司的测控系统采用世界最先进的32位ARM技术研制的控制器HytestV6.0,此控制器是基于32位ARM平台，并运行本公司研制的时时多任务操作系统，是程序运行更加平稳，系统更加稳定。采样速率可达每秒200次，在加上24位的高精度低燥声高速AD转换器，使整个测控系统更加高精度，高稳定性的控制整个试验过程，上位机的软件为公司历时5年研制的全数字三毕环控制软件，有两种控制方式1.PID控制调节方式2.模湖控制调节方式(业界首家)。使整个试验过程可达到恒力值控控制，恒位移控制，恒变形控制，低频疲劳控制，和程序任意控制。
我们知道压力试验机的主要技术参数就是最大试验力，即测试物体能承受多大的压力才会变形或者碎裂，因此根据最大试验力的不同，同一种类型的试验机也有不同的型号区别。不同行业的材质抗压强度不同，因此压力试验机的测量范围也有所不同，这就要求企业在购买压力试验机是一定要根据自身企业的实验要求进行详细认真的选择。 此外，试验机的精度问题也是一个值得关注的问题，但是用大量程的设备去测试抗压要求很低的物体，试验结果的精确度就难保证，这就像是你拿一个磅秤去称1根大头针的重量，是无法读出读数的。因此企业在购买压力试验机的时候并不是最大试验力越大越好，而是应该选择满足最大试验力要求的最接近的型号，一面导致精度下降，造成过大的误差。 此外，企业在购买压力试验机的时候除了需要关注一些具体的技术参数，保证满足试验要求之外，还应该关注仪器的主要配置的质量以及仪器的价格和相关的售后服务，千万不要因小失大，贪图小便宜。
[size=16px][color=#339999]摘要：针对晶体生长和CVD等半导体设备中对0.1%超高精度真空压力控制的要求，本文对相关专利技术进行了分析，认为采用低精度的真空度传感器、调节阀门和PID控制器，以及使用各种下游控制方法基本不太可能实现超高精度的长时间稳定控制。要满足超高精度要求，必须采用0.05%左右精度的传感器和相应精度的PID控制器，结合1s以内开合时间的高速电动针阀和电动球阀，同时还需采用上游进气控制模式。另外，本文提出的超高精度解决方案中，还创新性的提出了进气混合后的减压恒压措施，消除进气压力波动对超高精度控制的影响。[/color][/size][align=center][size=16px][img=彻底讲清如何实现各种单晶炉的0.1%超高精度真空压力控制,690,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071124469579_383_3221506_3.jpg!w690x290.jpg[/img][/size][/align][size=18px][color=#339999][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 在晶体生长和CVD等半导体设备领域，普遍要求对反应腔室的真空压力进行快速和准确控制。目前许多半导体工艺设备的真空压力基本在绝对压力10~400Torr的真空度范围内，通过使用下游节流阀（电动球阀或电动蝶阀）的开度自动变化来调节抽气速率基本能达到1%以内的控制精度。但对于有些特殊晶体生长等生产工艺，往往会要求在0.1~10Torr真空度范围内进行控制，并要求实现0.1%的更高精度控制。[/size][size=16px] 最近有用户提出对现有晶体生长炉进行技术升级的要求，希望晶体炉的真空压力控制精度从当前的1%改造升级到0.1%，客户进行改造升级的依据是宁波恒普真空科技股份有限公司的低造价的压力控制系统，且技术指标是“公司研发的压力传感器和控制阀门及配套的自适应算法，可将压力稳定控制在±0.3Pa（设定压力在100~500Pa间）”。[/size][size=16px] 我们分析了宁波恒普在真空压力控制方面的两个相关专利，CN115113660A（一种通过多比例阀进行压力控制的系统及方法）和CN217231024U（一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统），认为采用所示的专利技术可能无法实现100~500Pa全量程范围内0.1%的长时间稳定的控制精度，最多只可能在个别真空点和个别时间段内勉强内达到。本文将对这两项专利所设计的控制方法进行详细技术分析说明无法达到0.1%控制精度的原因，并提出相应的解决方案。[/size][b][size=18px][color=#339999]2. 专利技术分析[/color][/size][/b][size=16px] 宁波恒普公司申报的发明专利“一种通过多比例阀进行压力控制的系统及方法”，其压力控制系统结构如图1所示，所采用的控制技术是一种真空压力动态平衡控制方法中典型的下游控制模式，即固定进气流量，通过调节排气流量实现真空压力控制。[/size][align=center][size=16px][color=#339999][b][img=01.通过双比例阀进行压力控制的系统的示意图,500,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071128351485_5277_3221506_3.jpg!w690x338.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#339999][b]图1 通过双比例阀进行压力控制的系统的示意图[/b][/color][/size][/align][size=16px] 在动态平衡法控制中，这种下游模式的特点是： （1）非常适用于10~760Torr范围内的高气压精确控制，抽气流量的变化可以很快改变真空腔体内部气压的变化，不存在滞后性，这对于高精度的高压气体控制非常重要，因此这种下游控制模式也是目前国内外绝大多数晶体炉的真空压力控制方法。 （2）并不适用于0.1~10Torr范围内低气压控制，这是因为在低气压控制过程中，抽气速率对低气压变化的影响较为缓慢，存在一定的滞后性，调节抽气速率很难实现低气压范围内的真空度高精度控制。因此，对于低气压高真空的精密控制普遍采用的是上游控制模式，即调节进气流量，利用了低气压对进气流量非常敏感的特性。 宁波恒普公司所申报的发明专利“一种通过多比例阀进行压力控制的系统及方法——CN 115113660A”，如图1所示，所采用的下游控制模式是通过分程（或粗调和细调）形式来具体实现，即通过次控制阀开度改变抽气口径大小后，再用主控制阀开度变化进行细调，本质还是为了解决抽气速率的精细化调节问题。 这种抽气速率分段调节的类似方法在国内用的比较普遍，较典型的如图2所示的浙江晶盛公司专利“一种用于碳化硅炉炉腔压力控制的控压装置——CN210089430U”，采用的就是多个分支管路进行下游模式控制，多个分支管路组合目的就是调节抽气口径大小。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=02.下游控制整体结构示意图,500,450]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071129101289_1324_3221506_3.jpg!w690x621.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图2 下游多支路真空压力控制结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 宁波恒普公司另一个实用新型专利CN217231024U（一种碳化硅晶体生长炉的压力串级控制系统），如图3所示，也是采用下游控制模式。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=03.晶体生长炉的压力串级控制系统的结构示意图,450,361]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071132344137_9996_3221506_3.jpg!w690x555.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图3 下游串级控制系统结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 在晶体生长和其他半导体工艺的真空压力控制中，国内外普遍都采用下游控制模式而很少用上游控制模式，主要原因如下：[/size][size=16px] （1）绝大多数工艺对气氛环境的要求是高气压（低真空）范围内控制，如10~500Torr（绝对压力），且控制精度能达到1%即可。这种要求，最适合的控制方法就是下游模式。[/size][size=16px] （2）绝大多数半导体工艺都需要输入多种工作气体，而且各种工作气体还要保持严格的质量和比例，所以进气控制基本都采用气体质量流量计。如果在质量和比例控制之后，再对进气流量进行控制，一是没有必要，二是会增加技术难度和设备成本。[/size][size=16px] （3）在下游控制模式中安装节流阀（电动蝶阀）比较方便，可以在真空泵和腔体之间的真空管路上安装节流阀，而且对节流阀的拆卸和清洗维护也较方便。[/size][size=16px] 国内有些厂家在下游模式中采用上述分程控制方法的动机主要是为了规避使用高速和高精度但价格相对较贵的下游节流阀（电动蝶阀），这种高速高精度下游节流阀主要是具有1秒以内的全程闭合时间，直接使用这种高速蝶阀就可以在高气压范围内实现低真空度控制。而绝大多数国产真空用电动球阀和电动蝶阀尽管价格便宜，但响应速度普遍在几十秒左右，这使得压力控制的波动性很大。所以为了使用国产慢速电动蝶阀，且保证控制精度，只能在下游管路上想办法。[/size][size=16px] 如果采用高速电动球阀或电动蝶阀，且真空计和控制器达到一定精度，则采用任何形式的下游模式控制方式都可以在低气压范围内轻松实现1%的控制精度，但无法达到0.1%的控制精度。而如果采用低速阀门和上述专利所述的控制方法，也有可能达到1%控制精度，但更是无法实现更高精度0.1%的真空压力控制。[/size][b][size=18px][color=#339999]3. 超高精度真空压力控制方法及其技术[/color][/size][/b][size=16px] 晶体生长炉的真空压力控制也是一种典型的闭环PID控制回路，回路中包括真空泵、真空计、电动阀门和PID控制器。其中真空泵提供真空源，真空计作为真空压力测量传感器，电动阀门作为执行器调节进气或出气流量，PID控制器接收传感器信号并与设定值进行比较和PID计算后输出控制信号给执行器。[/size][size=16px] 这里我们重点讨论在0.1~10Torr的低气压（高真空）范围内实现0.1%超高精度的控制方法和相关技术。依据动态平衡法控制理论以及大量的实际控制试验和成功应用经验，如果要实现上述低压范围内（0.1~10Torr）的高精度控制，必须满足以下几个条件，且缺一不可：[/size][size=16px] （1）真空泵要具备覆盖此真空度范围的抽取能力，并尽可能保持较大的抽速，由此在高温加热过程中的气体受热膨胀压力突增时，能及时抽走多余的气体。[/size][size=16px] （2）真空计和PID控制器要具有相应的测量和控制精度。[/size][size=16px] （3）采用上游控制模式，并需采用高速电动针阀自动和快速的调节进气流量大小。[/size][size=16px] 国内外晶体生长炉和半导体工艺的真空压力控制，普遍采用的是薄膜电容真空计，价格在一万元人民币左右的这种进口真空计，测量精度基本在0.25%左右。这种真空计完全可以实现0.5 ~ 1%的控制精度，但无法满足更高精度控制（如0.1%）中的测量要求，更高精度的真空度测量则需要采用0.05%以上精度的昂贵的薄膜电容真空计。[/size][size=16px] 同样，对于PID控制器，也需要相应的测量精度和控制精度。如对于0.25%精度的真空计，采用16位AD、12位DA和0.1%最小输出百分比的PID控制器，可以实现1%以内的控制精度，这在相关研究报告中进行过专门分析和报道。若要进行更高精度的控制，则在采用0.05%精度真空计基础上，还需采用24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比的PID控制器。[/size][size=16px] 宁波恒普公司在其官网的压力控制技术介绍中提到，采用恒普自己研发的压力传感器和控制阀门及配套的自适应算法，在绝对压力100~500Pa范围内可将国内外现有技术的±3Pa压力波动（控制精度在1%左右）提升到±0.3Pa（控制精度在0.1%左右），控制精度提高了一个数量级。我们分析认为：在绝对压力100~500Pa的低压范围内，如果不能同时满足上述的三个条件，基本不太可能实现0.1%的超高精度控制。[/size][b][size=18px][color=#339999]4. 超高精度真空压力控制技术方案[/color][/size][/b][size=16px] 对于超高精度真空压力控制解决方案，我们只关心前述条件的第二和第三点，不再涉及真空泵内容。[/size][b][color=#339999] （1）超高精度真空计的选择[/color][/b][size=16px] 目前国际上能达到0.05%测量精度的薄膜电容真空计有英福康和MKS两个品牌，如图4所示。这类超高精度的真空计都有模拟信号0~10V输出，数模转换是20位。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=04.超高精度薄膜电容真空计,550,240]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071130184466_8776_3221506_3.jpg!w690x302.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图4 超高精度0.05%薄膜电容真空计 （a）INFICON Cube CDGsci；（b）MKS AA06A[/color][/size][/b][/align][size=16px][b][color=#339999] （2）超高精度PID控制器的选择[/color][/b] 从上述真空计指标可以看出，真空计的DAC输出是20位的0~10V模拟型号，那么真空压力控制器的数据采集精度ADC至少要20位。为此，解决方案选择了目前最高精度的工业用PID控制器，如图5所示，其中24位AD、16位DA和0.01%最小输出百分比。所选控制器具有单通道和双通道两种规格，这样可以分别用来满足不同真空度量程的控制，双通道控制器可以用来同时采集两只不同量程的真空计而分别控制进气阀和抽气阀实现真空压力全量程的覆盖控制。另外PID控制器还具有标准的RS485通讯和随机配套计算机软件。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=05.高速电动阀门和超高精度PID调节器,650,237]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071130375986_9640_3221506_3.jpg!w690x252.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图5 超高精度PID真空压力控制器和高速电动阀门[/color][/size][/b][/align][size=16px][b][color=#339999] （3）高速电动阀门选择[/color][/b] 高速电动阀门主要包括了真空用电动针阀和电动球阀，都有极小的漏率。如图5所示，其中电动针阀用于微小进气流量的快速调节，电动球阀用于大排气流量的快速调节，它们的全程开启闭合速度都小于1s，控制电压都为0~10V模拟信号。[b][color=#339999] （4）超高精度0.1%压力控制技术方案[/color][/b] 基于上述关键部件的选择，特别是针对0.1~10Torr范围内的0.1%超高精度真空压力控制，本文提出的控制系统具体技术方案如图6所示。[/size][align=center][b][size=16px][color=#339999][img=06.超高精度真空压力控制系统结构示意图,600,325]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/04/202304071131004546_6716_3221506_3.jpg!w690x374.jpg[/img][/color][/size][/b][/align][align=center][b][size=16px][color=#339999]图6 超高精度真空压力控制系统结构示意图[/color][/size][/b][/align][size=16px] 如前所述，在0.1~760Torr的真空压力范围内，分别采用了量程分别为10Torr和1000Torr的两只超高精度真空计，并分别对应上游和下游控制模式来进行覆盖控制，真空源为真空泵。[/size][size=16px] 在10~750Torr范围内，采用下游控制模式，即控制器的第一通道用来控制电动针阀的进气开度保持固定，第二通道用来检测真空计信号，并根据真空压力设定值自动PID调节电动球阀的开度变化实现准确控制。[/size][size=16px] 在0.1~10Torr范围内，采用上游控制模式，即控制器的第二通道用来控制电动球阀的进气开度保持固定（一般为全开），第二通道用来检测真空计信号，并根据真空压力设定值自动PID调节电动针阀的开度变化实现准确控制。[/size][size=16px] 由于电动针阀调节的是总进气流量，所以在具体工艺中需要将多种工作气体先进行混合后再流经电动针阀，而且多种工作气体通过相应的气体质量流量计（MFC）来控制各种气体所占比例，然后进入混气罐。在0.1~10Torr范围内的超高精度控制中，进气压力的稳定是个关键因素。为此，解决方案中增加了一个减压恒压罐，并采用正压控制器对混合后的气体进行减压，使恒压罐内的压力略高于一个大气压且恒定不变。[/size][size=16px] 解决方案中的超高精度PID控制器具有RS485接口并采用标准的MODBUS通讯协议，可以通过配套的计算机软件直接对控制器进行各种设置和操作运行，并显示、存储和调用各种控制参数的变化曲线，这非常便于整个工艺控制过程的调试。工艺参数和过程调试完毕后，可连接PLC上位机进行简单的编程就能与工艺设备控制软件进行集成。[/size][size=16px] 综上所述，本文设计的解决方案，结合相应的超高精度和高速的传感器、电动阀门和PID控制器，能够彻底解决超高精度且长时间的真空压力控制难题，可以满足生产工艺需要。[/size][b][size=18px][color=#339999]5. 总结[/color][/size][/b][size=16px] 晶体生长和半导体材料的生产过程往往需要较长的时间，工艺过程中的真空压力控制精度必须还要考虑长时间的控制精度，仅仅某个真空度下或短时间内达到控制精度并不能保证工艺的稳定和产品质量。[/size][size=16px] 在本文的解决方案中，特别强调了一是必须采用相应高精度和高速的传感器、执行器和控制器，二是必须采用相应的上游或下游控制方式，否则，如果仅靠复杂PID控制算法根本无法通过低精度部件实现高精度控制，特别是在温度对真空压力的非规律性严重影响下更是如此，这在太多的温度和正压控制中得到过证明，也是一个常识性概念。[/size][size=16px] 对于超高精度的真空压力控制，本文创新性的提出了稳定进气压力的技术措施，其背后的工程含义也是先粗调后细调，尽可能消除外界波动对控制精度的影响，这在长时间内都要求进行超高精度稳定控制中尤为重要。[/size][size=16px] 这里需要说明的是，实现超高精度控制的代价就是昂贵的硬件装置，如超高精度的电容真空计。尽管在高速电动阀门和超高精度PID控制器上已经取得技术突破并降低了价格，但在薄膜电容真空计方面国内基本还处于空白阶段。除非在超高精度电容真空计上的国内技术取得突破，可以使得造价大幅降低，否则将不可避免使得真空压力控制系统的成本增大很多，而目前在国内还未看到这种迹象。[/size][align=center][size=16px]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align]
我们有一款很精致的产品,需要进行荷重试验,位移在微米数量级,荷重在10毫克力以内,请问有如此量程的仪器吗?目前能找到和日本计测仪器株式会社的一款自动荷重试验机MAX-H的位移分辨率是1微米,荷重最小力10mg.
压力试验机用于对对橡胶、塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜、电线电缆、防水卷材、金属丝等材料的各种物理机械性能进行测试的大型机密仪器。作为一种精密仪器，压力试验机在日常使用中有很多注意事项，一般要求专业的操作人员进行操作一面因使用不当造成损坏。那么企业日常使用压力试验机有什么需要注意的呢？ 压力试验机使用注意事项： 1、在日常使用压力试验机是一定要注意勿让荷重元超负荷，亦不能受重击，以确保试验机的精度； 2、要经常检查微动开关之上下限旋紧螺母是否松动，发现松动及时调整； 3、在利用压力试验机进行压力测试的过程中应该首先确认抗拉式抗压方向，确认显示器压拉力直拔开关或信号灯是否正确； 4、日常使用是切勿乱动控制箱后门内各组件； 5、压力试验机应该安装在清洁、干燥、温度均匀，周围进入无震动，无腐蚀性气体影响的房子里，勿置于高湿度的地方，精度才不会受损； 6、每半年检查一次链条紧度； 7、本试验机应该由专人操作或监督以确保安全； 8、若机台发生异常现象，应停止测试并与本公司联；
[align=center][img=玻璃窑炉精密压力控制解决方案,600,293]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131721313475_1541_3221506_3.jpg!w690x338.jpg[/img][/align][size=16px][b][color=#333399]摘要：在玻璃生产中对玻璃窑炉中窑压的要求极高，通常需要控制微正压[/color][color=#333399]4.7Pa（表压），偏差控制在±0.3Pa，而窑炉压力还会受到众多因素的影响，所以实现高稳定性的熔窑压力控制具有很大难度，为此本文提出了新的解决方案对现有玻璃窑炉压力控制系统进行改进。解决方案采用不同口径双蝶阀并联结构进行排气，并通过使用高速蝶阀、高精度压力传感器和超高精度分程式压力控制器，可大幅度提高窑炉压力的控制精度和稳定性。[/color][/b][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]=====================[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]1. 问题的提出[/b][/color][/size][size=16px] 窑炉是玻璃生产制造过程使用的重要设备之一，担负着熔化原材料、调节玻璃液气泡等缺陷。在玻璃生产中对玻璃窑炉中窑压的要求极高，通常需要控制微正压4.7Pa（表压），偏差控制在±0.3Pa，因此需要极其精确的窑压检测和灵敏准确的窑压控制。在玻璃生产中，影响窑炉压力主要有以下几方面的因素：[/size][size=16px] （1）窑炉温度需控制在上千摄氏度的高温环境才能使原材料熔制成均匀、无气泡的玻璃液，如此高温环境往往使部分原材料在窑炉熔化时易产生大量气体，导致窑炉内的玻璃液位波动大，使得窑炉内的压力不稳定，进而干扰生产工艺，影响玻璃液的品质。[/size][size=16px] （2）玻璃熔窑由于采用的热源不同，结构形式有较大差别，如火焰熔窑、电熔窑和火焰?电熔窑具有不同的结构，而且玻璃液与生产窑内部顶侧壁之间留有气体空间，受玻璃液进液量的影响，也会引起玻璃窑内气体空间的压力时常变化。[/size][size=16px] （3）在实际生产中，受外界天气变化、窑炉外部环境变化以及窑炉内部温度变化等多种的影响，导致窑炉内外的压力差产生波动，导致玻璃液位波动进而影响窑炉压力变化。[/size][size=16px] （4）此外，从玻璃窑炉中排出的烟气带有较高的热量，且国家对玻璃窑废气的环保标准越来越高，为了充分利用此部分热量和减少环境污染，达到节能减排的目的，现有的玻璃窑炉一般都连接有余热回收装置和除尘装置，这些装置对于玻璃窑炉中的压力稳定也会产生影响。[/size][size=16px] 目前，国内常用玻璃窑炉压力控制系统的典型结构如图1所示，其工作原理是通过控制器采集压力传感器与压力设定值进行比较后输出控制信号，控制信号分别驱动引风机改变功率和调节闸板开度来实现熔窑内的压力稳定。但这种引风机和闸板在排气烟道内的串联结构很难实现高稳定性的压力控制，为此本文提出了改进的解决方案，以更好实现玻璃熔窑内压力的长时间的稳定控制，并快速降低各种影响因素对压力稳定的影响。[/size][align=center][size=16px][color=#333399][b][img=现有玻璃窑炉的典型压力控制系统结构,600,333]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131722577919_8122_3221506_3.jpg!w690x383.jpg[/img][/b][/color][/size][/align][align=center][size=16px][color=#333399][b]图1 现有玻璃窑炉的典型压力控制系统结构[/b][/color][/size][/align][size=18px][color=#333399][b]2. 解决方案[/b][/color][/size][size=16px] 改进后的解决方案将采用以下几方面的技术措施来实现窑炉压力的稳定控制：[/size][size=16px] （1）图1所示的风机和调节闸板的串联结构使得烟道内的排气速率完全受到风机和闸板两者之一的最小流量限制，很难实现既要保持正压、又要控制压力微小波动。为此，解决方案将采用如图2所示的并联结构，即在主烟道上并联一个小口径的旁路烟道，这样既能保证以较大抽速使高温下的窑炉压力快速回归至微正压附近，同时又能采用旁路的较小抽速进行精细调节使压力稳定。[/size][align=center][color=#333399][b][img=改进后的玻璃窑炉高精度压力控制系统结构,600,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/10/202310131724197314_7449_3221506_3.jpg!w690x403.jpg[/img][/b][/color][/align][b][/b][align=center][b][color=#333399]图2 改进后的玻璃窑炉高精度压力控制系统结构[/color][/b][/align][size=16px] （2）使风机处于全速工作状态，而在主烟道和旁路烟道上分别增加不同口径、且具有较快响应速度（1秒以内）的电动通风蝶阀。这样，通过不同口径高速蝶阀的快速开度变化，可以对窑炉压力进行快速调节并达到稳定。[/size][size=16px] （3）压力传感器的测量精度是决定玻璃窑炉内部压力稳定控制的关键要素之一，因此本解决方案采用了0.1%的高精度压力传感器，压力测量范围尽可能的小，如0~100Pa（表压）。[/size][size=16px] （4）决定窑炉压力稳定控制的另一个关键因素是压力控制器的测量精度、控制精度和控制模式，为此本解决方案选择了VPC2021系列超高精度压力控制器，其具有24位AD、16位DA和最小输出百分比为0.01%，这是目前工业用PLC根本无法实现的测控精度。另外，VPC2021系列压力控制器具有分程控制功能，可同时对两个不同口径通风蝶阀进行快速控制，且控制器同时还具有PID参数自整定功能、标准的MODBUS通讯协议和相应的计算机测控软件。[/size][size=18px][color=#333399][b]3. 总结[/b][/color][/size][size=16px] 综上所述，解决方案通过采用不同口径双蝶阀并联结构，可在排气方式上既能实现大流量排气，又能进行微小排气流量的调节，从结构上保证了窑炉压力的稳定性控制。另外，通过采用高速蝶阀、高精度压力传感器和超高精度分程式压力控制，从自动控制方面更进一步的保证了压力控制精度，比传统的PLC控制具有更好的控制精度和稳定性。[/size][size=16px][/size][align=center][size=16px][color=#333399][b]~~~~~~~~~~~~~~~[/b][/color][/size][/align]
http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/01/201101071353_272575_2070449_3.jpg 由于早期的试验机大部分使用机械式表盘读数，存在对力值采样不敏感，数值变化误差大，力值精度低，量程更换麻烦，位移精度低，变形无法计算，人为控制对试验员个人技能要求高等缺点，新型试验机多要求采用电脑微机控制采集。升级涉及用于材料测试的各种万能试验机、压力试验机、非标试验机。实现了力、位移、变形、温度的微机自动化控制和测量。一、改造方法在原有试验机的测力计上加装高精度液压传感器； 增加计算机一台，打印机一台，并在计算机内加装AD800测控电气系统一套； 在计算机上安装专用MaxTest通用软件一套； 测控信号通过MaxTest软件在计算机上进行数据处理和数据管理。 二、系统主要性能最大试验力：当前试验机的最大量程； 精度等级：一级精度； 力测量范围：2％－100％FS（程控四档）； 试验力示值允许误差极限：示值的±1％以内； 试验力示值分辨率：最大试验力的1/±100000； 变形测量范围：2％－100％FS； 变形误差极限：示值的±0.5％以内； 变形示值分辨率：最大变形的1/±50000； 符合GB228-87、GB228-2002、GB7314-87等200多种国家标准或试验方法； 改造后同时具有度盘测力和屏幕显示功能，计算机系统出现故障设备依然可以运行； 软件运行在Windows98/2000/XP操作系统； 各项控制参数可自动标定； 试验力过载保护系统，并且纪录历史日志以备查，保障操作人员和设备的安全； 实时记录、动态显示试验曲线； 采用人机交互方式分析计算被试材料的机械性能指标，可自动计算弹性模量、屈服强度、规定非比例伸长应力、抗拉强度、延伸率、最大力、断面收缩率等； 采用标准数据库管理试验数据，支持批量试验； 可按指定格式打印试验报告和数据查询、汇总； 软件可以显示负荷的加载速度； 三、系统的优点全系统无电位器等可调器件，用户使用方便； 系统全数字化设计，精度高、稳定、安全； 系统采用数字调零和参数标定； 系统控制参数可以自动标定，不会出现技术人员走后系统无法使用； 试验结束后，系统会自动分析试验数据和曲线，也可在人工干预下分析； 可按客户的要求定制特殊的试验报告； 系统软件集成GB/T228－2002、GB/T7314-87等200多种国家标准或试验方法； 软件简单明了，易于操作； 强大的技术优势，可为用户提供良好的售后服务； 通过网络可以查询、打印、浏览试验数据；
一、水泥压力试验机性能 压力试验机的拉伸实验:拉伸试验(应力-应变试验)一般是将材料试样两端分别夹在两个间隔一定距离的夹具上，两夹具以一定的速度分离并拉伸试样，测定试样上的应力变化，直到试样破坏为止。拉力机拉伸试验是研究材料力学强度最广泛使用的方法之一，需要使用恒速运动的。按载荷测定方式的不同，大体可以分为电脑式万能拉力试验机和电子拉力试验机两类，目前使用较多的是微机控制压力试验机。 二、水泥压力试验机相关参数 最大试验力：200KN、300KN 试验精度：全程不分档，精度优于±1% 试验力速度：1-10kN/s(精度高于±1%) 可调整范围：无级设定 试验执行标准：GB/T17671-1999 上下压盘之间的最大距离：250mm 上下压盘尺寸：Ф140mm 试验方式：可做单件试验：可连续完成每组6件试验 主机尺寸：830×530×1450mm 重量：300kg 三、水泥压力试验机结构组成 主要由支架、液压操纵箱、仪表测力显示 、电气系统组成。 四、水泥压力试验机安装与调试 本试验机安装地基应牢固可靠，位适应操作并使 示值正确，基础可适当高出地面，高度按实际需 要而定，试验机周围应留不小于0.7m的空间，以 便于维修和操作，地脚2螺栓(M12X300mm)应采 用二次灌浆，确保螺栓埋设正确安装使应保持微机控制压力试验机的水平(水平度小于等于 0.1/1000)应用0.1/1000框式水平仪测量抗折台 面的平面，如横或纵水平超出规定，可在底板下面加垫铁校正，然后拧紧地脚螺栓 然后接通电源线，本机电气应有接地安全防护装 置，电源电压变化不超过额定值的10% 五、水泥压力试验机维护保养 1、试验机安装在清洁、干燥、温度均匀、周围 无震动、无腐蚀气体影响的环境中。 2、试验机应保持清洁，试验机无保护层的零件 应经常擦油，以防锈蚀。 3、试验机使用半年至一年后应换油一次，换油时，彻底清洁，油箱，滤油器，清洗油箱方法可向油箱内灌入煤油，清洗，后放出，如此重复几次至洗净为止，并用毛巾擦净箱底，再加入洁净液压油，如平时发现液压油浑浊严重不能再用时 ，应立即更换，否则会加速液压各部件磨损，甚至影响力值的准确度。
[size=14px][color=#ff0000]摘要：本文针对一个高精度气体压力程序控制工艺案例，分别对TESCOM ER5000及其配套背压阀和国产化产品的技术方案进行了计算分析。分析结果证明非标定制的国产化产品可以实现更高的测控精度，具有更便捷的操作性和更高的性价比。[/color][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#ff0000]一、案例简介[/color][/size][size=14px]在某一压力工艺过程中，工艺设备中配备了一个缓冲罐以保证工艺压力准确和稳定，要求缓冲罐的气体压力可程序控制，技术指标如下：[/size]（1）缓冲罐容积：200~300升。[size=14px]（2）缓冲罐功能：升压、保压和泄压。最大压力：3~5MPa。[/size]（3）压力控制程序：升压3天，保压1周，泄压15天。[size=14px]（4）控压精度：±（0.02~0.1）MPa，最好能达到±0.02MPa。[/size]因产品生产工艺对压力控制精度比较敏感，现有压力控制系统无法满足要求，生产工艺需采用更高精度的气体压力控制装置进行升级改造。本文将针对此高精度压力控制技术要求，分别对艾默生和上海依阳的压力控制装置进行了分析和对比，以期实现国产化替代。[size=18px][color=#ff0000]二、TESCOM压力控制装置分析[/color][/size]TESCOM压力控制装置的结构如图1所示，具体包含TESCOM的26-20调压器（最大出口压力5.5MPa）和ER5000Sl-1电子气控执行器。[align=center][size=14px][img=ER5000替代,690,575]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205310852254352_3211_3384_3.png!w690x575.jpg[/img][/size][/align][size=14px][/size][align=center]图1 艾默生TESCOM压力控制装置结构示意图[/align][size=14px]因先导感压面积 S1 × 执行器输出压力＝高压感压面积 S2 × 高压阀输出压力＋部件阻力。[/size]部件阻力（静止到运动的启动阻力）主要来自阀芯开闭合时弹簧下压的变形，部件的滑动摩擦暂且不计。因下游缓冲罐为密闭状态，因此每次压力整定好后，阀芯处于闭合状态。[size=14px]此阀芯（Tescom其他型号的也是同款阀芯）的静启动推力，约为0.5kg。[/size]可得：高压阀自身的步阶精度Δ(MPa)[size=14px]=（先导感压面积S1 × 气动执行器最小分辨压力K - 部件阻力N)/高压感压面积S2[/size]=(S1× K-N)/S2 =(94. 99cm^2 × 0.0345kg/cm^2-0 .5kg)/4.91cm^2[size=14px]=Δ0.056MPa. [/size][size=18px][color=#ff0000]三、依阳公司压力控制装置分析[/color][/size][size=14px]依阳公司压力控制装置的结构如图2所示，具体包含高精度调压器（最大出口压力6MPa）和高精度电子气控执行器。[/size][align=center][size=14px][img=ER5000替代,690,653]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205310853043434_7346_3384_3.png!w690x653.jpg[/img][/size][/align][size=14px][/size][align=center]图2 依阳公司压力控制装置结构示意图[/align][size=14px]同样先导感压面积S1×执行器输出压力＝高压感压面积 S2 × 高压阀输出压力＋部件阻力。[/size]同样部件阻力（静止到运动的启动阻力）主要来自阀芯开闭合时弹簧下压的变形，部件的滑动摩擦暂且不计。因下游缓冲罐为密闭状态，因此每次压力整定好后，阀芯处于闭合状态。可得：高压阀自身的步阶精度Δ(MPa)=（先导感压面积S1 × 气动执行器最小分辨压力K - 部件阻力N)/高压感压面积S2[size=14px]=(S1× K-N)/S2 [/size]=(254.3cm^2 × 0.0615kg/cm^2-0 .6kg)/38.47cm^2[size=14px]=Δ0.039MPa. [/size][size=18px][color=#ff0000]四、结论[/color][/size][size=14px]通过上述计算，对比分析可得出以下结论：[/size]（1）气体压力的控制精度，与气动执行器精度和背压调压阀精度密切相关。[size=14px]（2）每次做压力调整，因冷启动阻力K值依然存在，也是阀门整体高压输出分辨率的瓶颈根源。最终分辨率的瓶颈，不是传感器和执行器的精度。[/size]（3）通过上述计算公式可知加大执行机构的受力面积，可以对抗冷启动的阻力，从而提高每次调整步价的分辨率。阀体定制化服务，可以将执行机构的受力面积无限扩大，从而让输出的压力分辨率趋近无限细分。[size=14px]（4）TESCOM或市场上的其他批量化商用阀门，考虑的是满足大多数使用场合的精度，因此更侧重的是体积紧凑和材料的节约，综合其性价比，并不完全适用和满足高精度或者特殊工况的使用。[/size]通过上述分析结论，可以明显看出通过依阳公司定制的气体压力控制装置可以达到比国外产品更高的控制分辨率和控制精度，完全能满足高精度高压控制要求等特殊工况，可实现有效的国产化替代。[size=14px][/size][align=center]=======================================================================[/align] [size=14px][/size]
压力试验机也称电子压力试验机，主要适用于橡胶、塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜、电线电缆、防水卷材、金属丝等材料的各种物理机械性能测试。一般来说压力试验机主要分为电子压力试验机以及液压压力试验机等两大类，而根据控制方式不同，又分为手动和自动两大类，再加上最大试验力的不同，压力试验机存在很多种型号，那么企业在购买压力试验机时到底应该如何选择呢？ 企业在购买压力试验机时应该首先确定的一个参数就是最大试验力，即测试物体能承受多大的压力才会变形或者。一般来说微机控制压力试验机的测量范围小，但是精度高，而液压压力试验机的测量范围大，精度相对低一些，因此对于最大试验机要求较大的企业就应该选择液压压力试验机，相对较小的，则可以选择电子压力试验机。此外，企业还应该明确的一点就是试验机的操作，一般手动操作对操作人员要求较高，而微机控制的则操作简单。最后企业还应该本身的试样和行业选择微机控制压力试验机。像建筑行业一般都是使用水泥压力试验机，而消防部门则需要防火门压折试验机。 总之，企业在购买压力试验机时应该首先明确实验类型，实验要求，以及式样种类等等具体的问题，在掌握了所有资料以后向厂家了解压力试验机的型号及适用范围，让销售人员给您推荐，也可以提供试样给厂家做一次试验以便于压力试验机的选型。
[b][font=宋体]概述：[/font][/b][font=宋体] [/font][font=宋体]高精度数字压力计可测量当前压力。精确定度可达到：0.01%，解决现场测量标准，比如：实验室测量当前大气压力，达到高精度要求。解决风洞微压测量和高压风洞测量。其量程的灵活匹配，最大限度满足客户需求。此设备标配为单通道单模块，还可以选装大气压参考模块以模拟表压和绝压。[/font][font=宋体]可根据用户具体需求定制。这个特点使LPG2500特别适合用于需要对不同量程的压力装置进行数据比对的场合。[/font][b][font=宋体]技术参数：[/font][/b][font=宋体]1) [/font][font=宋体]精确度 ： 0.01%、0.02%、0.05%可选；[/font][font=宋体]2) [/font][font=宋体]量程范围：-0.1~40MPa；[/font][b][font=宋体]3) [/font][/b][font=宋体]泄露：密封0泄露；[/font][font=宋体]4) [/font][font=宋体]系统供电：220VAC,1A； [/font][font=宋体]5) [/font][font=宋体]压力接口：7/16-20内螺纹接口；[/font][font=宋体]6) [/font][font=宋体]支持多通道：最多4通道；[/font][font=宋体]7) [/font][font=宋体]重量：约3kG；[/font][font=宋体]8) [/font][font=宋体]支持绝压及表压，可用于差压表测试等；[/font][font=宋体]9) [/font][font=宋体]选装大气参考：支持模拟；[/font][font=宋体]10) [/font][font=宋体]工作环境：15~55℃,5…95%RH；[/font][font=宋体]11) [/font][font=宋体]时尚外观：7寸大显示屏触摸操作；[/font][font=宋体]12) [/font][font=宋体]控制:触摸屏操作；[/font][font=宋体]13) [/font][font=宋体]可远程通讯操作，支持：RS232与RS48[/font][font=宋体]5[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体] [/font]
[color=#ff0000]摘要：针对目前两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度较差的问题，本文提出了相应的解决方案。解决方案分别采用了直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门，结合24位AD和16位DA的超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器，大幅提高了液氦压力控制精度，最终实现低温超导性能的高精度测试。[/color][color=#ff0000][/color][color=#ff0000][/color][align=center][img=低温超导测试系统中实现高精度液氦温度控制的解决方案,690,411]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031120120633_4214_3221506_3.jpg!w690x411.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size][size=18px][color=#ff0000][b]1. 项目概述[/b][/color][/size] 各种超导部件如超导磁铁和超导腔体在装机前都需要在低温超导测试系统中对其性能进行测试，为了使超导部件达到低温环境则需要将被测部件浸泡在液氦介质内，并采用低温杜瓦盛装液氦介质。在整个测试过程中，对低温测试系统内的液氦压力要求极高，即要求杜瓦顶部氦气压强（绝对压力）有极好的稳定性，否则会导致测试不稳定，给测试结果带来严重误差。 目前国内现有的很多低温超导测试系统都存在液氦压力控制不稳定的严重问题，有些客户提出了相应的技术升级改造要求。 如图1所示的低温超导测试系统中，采用了两个不同口径的第一和第二泄压阀来粗调和细调液氦压力，但这种调节方法的液氦压力只能控制在1.2~1.6Bar范围内，对应4.39~4.74℃范围的液氦温度变化，造成0.35℃的温度波动。目前客户提出要设法将温度波动控制在0.1℃以内或更高的稳定性上，以提高超导部件性能测试精度。[align=center][color=#ff0000][b][img=超导试件测试时氦压控制系统,500,356]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123466941_8802_3221506_3.jpg!w690x492.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图1 低温超导测试系统液氦压力控制装置[/b][/color][/align] 如图2所示的高场超导磁体低温垂直测试系统，其压力控制范围1~1.3Bar，尽管在图2所示系统中采用了液氦加热器来改变液氦压力，但由于压力控制阀的调节精密度不够，最终造成压力控制精度远达不到测试要求，客户也提出了技术改造要求。[align=center][b][color=#ff0000][img=高场超导磁体低温垂直测试系统,400,557]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031123146762_3661_3221506_3.jpg!w522x728.jpg[/img][/color][/b][/align][align=center][b][color=#ff0000]图2 高场超导磁体低温垂直测试系统[/color][/b][/align] 针对上述两种典型低温超导测试系统中存在的液氦压力控制精度不足的问题，本文将提出相应的解决方案。解决方案将分别采用直接压力控制和流量控制两种技术手段和配套数控阀门，结合超高精度的PID真空压力控制器和压力传感器，可大幅度提高液氦压力控制精度，最终减小低温超导性能测试误差。[b][size=18px][color=#ff0000]2. 解决方案[/color][/size][/b] 在图1和图2所示的两种典型低温超导测试系统中，它们各自的液氦压力变化起因不同，因此要实现液氦压力准确控制的技术手段也不同。以下是解决方案中对应的两种不同技术途径。[b][color=#ff0000]（1）直接压力调节法[/color][/b] 在图1所示的低温超导测试系统中，造成液氦蒸发的因素并不可控，只能通过调节液氦上方的氦气压力来使得测试系统保持稳定。因此，为了实现液氦上方的压强控制，解决方案采用了直接压力调节法，如图3所示，即采用数控压力控制阀代替图1中的第一和第二泄压阀。此压力控制阀与高精度PID控制器和压力传感器构成闭环控制回路，实现自动泄压和高精度压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=纯压力控制结构,500,350]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031124390427_8017_3221506_3.jpg!w690x483.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图3 直接压力调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 数控压力控制阀是一种数控正压减压控制阀，正好可以满足低温超导测试系统的微正压控制需求。通过氦气源和减压阀提供的驱动压力，可在控制阀出口处实现高精度的压力控制，同时还保持很小的漏气以节省氦气。 另外，此数控压力控制阀具有很高的控制精度，结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器，可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][color=#ff0000]（2）流量调节法[/color][/b] 在图2所示的低温超低测试系统中，其不同之处之一是具有液氦加热器，即通过液氦加热器和压力控制阀构成的控制回路可进行不同液氦压力的控制，由此实现不同液氦温度的控制。 为实现不同液氦压力的精密控制，解决方案在此采用了流量调节法。如图4所示，解决方案采用了电动针阀作为图2中的压力控制阀，电动针阀与双通道高精度PID控制器、压力传感器和液氦加热器构成闭环控制回路，可以按照任意设定值进行高精度的压力控制。[align=center][color=#ff0000][b][img=流量控制结构,500,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/01/202301031125069440_4211_3221506_3.jpg!w690x401.jpg[/img][/b][/color][/align][align=center][color=#ff0000][b]图4 流量调节法控制装置结构[/b][/color][/align] 电动针阀是一种数控的微小流量调节阀，可通过PID压力控制器自动调节针阀开度，流出的氦气可通向氦气回收气囊。电动针阀同样具有很高的控制精度，结合高精度的压力传感器和PID真空压力控制器，同样可将液氦压力控制在0.1%的高精度水平。[b][size=18px][color=#ff0000]3. 总结[/color][/size][/b] 通过上述解决方案的技术手段，可实现低温超低测试系统中液氦压力的准确控制，控制精度最高可达±0.1%。 按照绝对压力进行计算，饱和蒸气压为1.2Bar时，液氦温度为4.4K。由此，如果压力控制精度为±0.1%，液氦压力的波动范围为±1.2mBar（相当于绝对压力±120Pa），对应的液氦温度波动范围为4.4mK，即所控的液氦温度为4.4±0.0044K。 由此可见，通过本文所述的解决方案，仅通过采用工业级别较低造价的PID真空压力控制器和压力传感器，结合数控压力控制阀和电动针阀，就可实现很高精度的液氦压力控制，温度控制精度可达到mK量级，完全能满足绝大多数低温超导测试系统的需要。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[color=#990000]摘要：目前真空冷冻干燥过程中已普遍使用了电容压力计，使得与电容压力计相配套的压力控制器和电动进气调节阀这两个影响压力控制精度和重复性的主要环节显着尤为突出。为解决控制精度问题，本文介绍了国产最新型的2通道24位高精度PID压力控制器和步进电机驱动电动针阀的功能、技术指标及其应用。经试验验证，上游控制模式中使用电动针阀和高精度控制器可将压力精确控制在±1%以内，并且此控制器还可以同时用于冷冻干燥过程中皮拉尼真空计的监控，以进行初次冻干终点的自动判断。[/color][size=18px][color=#990000]一、问题的提出[/color][/size] 压力控制是真空冻干过程中的一个重要工艺过程，其控制精度严重影响产品质量，对于一些敏感产品的冷冻干燥尤为重要。因此，为使冷冻干燥过程可靠且可重复地进行，必须在干燥室内准确、重复地测量和控制压力，这是考察冷冻干燥硬件设备能力的重要指标之一。同时因为一次干燥时的压力或真空度，直接影响产品升华界面温度，因此准确平稳的控制压力，对于一次干燥过程至关重要。但在实际真空冷冻干燥过程中，在准确压力控制方面目前国内还存在以下问题： （1）压力控制器不匹配问题：尽管冷冻干燥工艺和设备都配备了精度较高的电容压力计，其精度可达到满量程的0.2%~0.5%，但目前国内大多配套采用PLC进行电容压力计直流电压信号的测量和控制，PLC的A/D和D/A转换精度明显不够，严重影响压力测量和控制精度。A/D和D/A转换精度至少要达到16位才能满足冷冻干燥过程的需要。 （2）进气控制阀不匹配问题：对于冷冻干燥中的真空压力控制，其压力恒定基本都在几帕量级，因此一般都采用上游进气控制模式，即在真空泵抽速一定的情况下，通过电动调节阀增加进气流量以降低压力，减少进气流量以增加压力。但目前国内普遍还在使用磁滞很大的电磁阀来进行调节，严重影响压力控制精度和重复性，而目前国际上很多已经开始使用步进电机驱动的低磁滞电动调节阀。 为解决上述冷冻干燥过程中压力控制存在的问题，本文将介绍国产最新型的2通道24位高精度PID压力控制器、电动针阀的功能、技术指标及其应用。经试验考核和具体应用的验证，上游控制模式中使用电动针阀和高精度PID压力控制器可将压力精确控制在±1%以内，并且2通道PID控制器还可以同时用于冷冻干燥过程中皮拉尼真空计的监控和记录。[size=18px][color=#990000]二、国产2通道24位高精度PID压力控制器[/color][/size] 为充分利用电容压力计的测量精度，控制器的数据采集和控制至少需要16位以上的模数和数模转化器。目前我们已经开发出VPC-2021系列高精度24位通用性PID控制器，如图1所示。此系列PID控制器功能强大远超国外产品，但价格只有国外产品的八分之一。[align=center][img=冷冻干燥压力控制,550,286]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112211608584555_3735_3384_3.png!w650x338.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图1 国产VPC-2021系列温度/压力控制器[/color][/align] 压力控制器其主要性能指标如下： （1）精度：24位A/D，16位D/A。 （2）多通道：独立1通道或2通道。2通道可实现双传感器同时测量及控制。 （3）多种输出参数：47种（热电偶、热电阻、直流电压）输入信号，可实现不同参量的同时测试、显示和控制。 （4）多功能：正向、反向、正反双向控制。 （5）PID程序控制：改进型PID算法，支持PV微分和微分先行控制。可存储20组分组PID，支持20条程序曲线（每条50段）。 （6）通讯：两线制RS485，标准MODBUSRTU 通讯协议。 在冷冻干燥的初级冻干终点判断中，VPC-2021系列中的2通道控制器可同时接入电容压力计和皮拉尼压力计，其中电容压力计用作真空压力控制，皮拉尼计用来监视冻干过程中水汽的变化，当两个真空计的差值消失时则认为初级冻干过程结束。整个过程的典型变化曲线如图2所示。[align=center][color=#990000][img=冷冻干燥压力控制,586,392]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112211609304857_1459_3384_3.png!w586x392.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图2. 初级干燥过程中的典型电容压力计和皮拉尼压力计的测量曲线[/color][/align][size=18px][color=#990000]三、国产步进电机驱动电子针阀[/color][/size] 为实现进气阀的高精度调节，我们在针阀基础上采用数控步进电机开发了一系列不同流量的电子针阀，其磁滞远小于电磁阀，如图3所示，价格只有国外产品的三分之一，详细技术指标如图4所示。[align=center][img=冷冻干燥压力控制,400,342]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112211609435684_1917_3384_3.png!w599x513.jpg[/img][/align][align=center][color=#990000]图3 国产NCNV系列电子针阀[/color][/align][align=center][color=#990000][img=冷冻干燥压力控制,690,452]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112211610002292_1250_3384_3.png!w690x452.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图4 国产NCNV系列电子针阀技术指标[/color][/align][size=18px][color=#990000]四、国产PID控制器和电子针阀考核试验[/color][/size] 考核试验采用了1Torr量程的电容压力计，电子针阀作为进气阀以上游模式进行控制试验。首先开启真空泵后使其全速抽气，然后在68Pa左右对PID控制器进行 PID参数自整定。自整定完成后，分别对12、27、40、53、67、80、93和 107Pa 共 8 个设定点进行了控制，整个控制过程中真空度的变化如图 5所示。 [align=center][color=#990000][img=冷冻干燥压力控制,690,418]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112211610175473_9598_3384_3.png!w690x418.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图5 多点压力控制考核试验曲线[/color][/align] 将图5曲线的控制效果以波动率来表达，则得到如图6所示的不同真空压力下的波动率。从图6可以看出，整个压力范围内只有在12Pa控制时波动率大于1%，显然将68Pa下自整定得到的PID参数应用于12Pa压力控制并不太合适，还需要进行单独的PID 参数自整定。[align=center][color=#990000][img=冷冻干燥压力控制,690,388]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112211610294377_3818_3384_3.png!w690x388.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]图6. 多点压力恒定控制波动率[/color][/align][align=center][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
如题，请问试验机的精度等级是由什么决定的，试验机的精度等级是不是就是传感器的精度等级？比如，传感器精度是0.5级的拉力机也是0.5级吗，要不要考虑其他，位移精度之类的？
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