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拉力試驗機測控環(huán)節是整個(gè)試驗機的核心,隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,目前這一環(huán)節基本上采用了各種電子電路實(shí)現自動(dòng)測控。由于自動(dòng)測控知識的深奧,結構的復雜,原理的不透明,一旦在產(chǎn)品的設計中考慮不周,就會(huì )對結果產(chǎn)生嚴重的影響,并且難以分析其原因。針對材料屈服點(diǎn)的求取最主要的有下列因素:
傳感器放大器頻帶太窄
由于目前拉力試驗機上所采用的力值檢測元件基本上為載荷傳感器或壓力傳感器,而這兩類(lèi)傳感器都為模擬小信號輸出類(lèi)型,在使用中必須進(jìn)行信號放大。眾所周知,在我們的環(huán)境中,存在著(zhù)各種各樣的電磁干擾信號,這種干擾信號會(huì )通過(guò)許多不同的渠道偶合到測量信號中一起被放大,結果使得有用信號被干擾信號淹沒(méi)。為了從干擾信號中提取出有用信號,針對材料試驗機的特點(diǎn),一般在放大器中設置有低通濾波器。
合理的設置低通濾波器的截止頻率,將放大器的頻帶限制在一個(gè)適當的范圍,就能使試驗機的測量控制性能得到極大的提高。然而在現實(shí)中,人們往往將數據的穩定顯示看的非常重要,而忽略了數據的真實(shí)性,將濾波器的截止頻率設置的非常低。這樣在充分濾掉干擾信號的同時(shí),往往把有用信號也一起濾掉了。
在日常生活中,我們常見(jiàn)的電子秤,數據很穩定,其原因之一就是它的頻帶很窄,干擾信號基本不能通過(guò)。這樣設計的原因是電子秤稱(chēng)量的是穩態(tài)信號,對稱(chēng)量的過(guò)渡過(guò)程是不關(guān)心的,而材料試驗機測量的是動(dòng)態(tài)信號,它的頻譜是非常寬的,若頻帶太窄,較高頻率的信號就會(huì )被衰減或濾除,從而引起失真。對于屈服表現為力值多次上下波動(dòng)的情況,這種失真是不允許的。就萬(wàn)能材料試驗機而言,筆者認為這一頻帶最小也應大于10HZ,最好達到30HZ。
在實(shí)際中,有時(shí)放大器的頻帶雖然達到了這一范圍,但人們往往忽略了A/D轉換器的頻帶寬度,以至于造成了實(shí)際的頻帶寬度小于設置頻寬。以眾多的試驗機數據采集系統選用的AD7705、AD7703、AD7701等為例。當A/D轉換器以最高輸出數據速率4KHZ運行時(shí),它的模擬輸入處理電路達到的頻帶寬度10HZ。當以拉力試驗機最常用的100HZ的輸出數據速率工作時(shí),其模擬輸入處理電路的實(shí)際帶寬只有0.25HZ,這會(huì )把很多的有用信號給丟失,如屈服點(diǎn)的力值波動(dòng)等。用這樣的電路當然不能得到正確試驗結果。