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电子拉力机的力值测量系统原理分享

浏览次数:1079发布日期:2017-10-11
  电子拉力机的主机采用伺服电机及伺服调速系统、精密减速机、高精度丝杠副或滚珠丝杠、具有传动平稳、噪音低、速度精度高、调速范围宽、使用寿命长等特点;液晶实时显示,可显示试验力、峰值、位移、速度、试验状态等,外观大方,使用方便,操作简单。具有限位、过载自动保护、试样断裂自动停机等功能。
  电子拉力机力值的测量一般是通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量,常用的测力传感器是应变片式传感器。应变片式传感器,就是由应变片、弹性元件和某些附件,能将某种机械量变成电量输出的器件。电子拉力机生产配备的主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。
  电子拉力机对于传感器,一般采用差动全桥测量,即将所粘贴的应变片组成桥路,R1、R2、R3、R4,实际为阻值相等的4片(或8片)应变片,即R1=R2=R3=R4,当传感器受到外力(拉力或压力)作用时,传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化,其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4,结果原来平衡的电桥,现在不平衡了,桥路就有电压输出,设△E;
  则:△E=[R1R2/(R1+R2)2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4)U。
  式中U为外电源供给桥路的电压进一步筒化有:
  △E=[R2/4R2](△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R)U。
  将△Ri/Ri=Kεi代上上式则有:
  △E=[UK/4](ε1-ε2+ε3-ε4)。
  简单来说,外力P引起传感器内应变片的变形,导致电桥的不平衡,从而引起传感器输出电压的变化,通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小。
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