一、概述：

SPK系列微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)，主要用于檢測(cè)、研究金屬材料及其構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)機(jī)械性能試驗(yàn)。

本試驗(yàn)系統(tǒng)采用液壓伺服馬達(dá)、全數(shù)字式微機(jī)伺服調(diào)速控制技術(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定、，與世界同步。自動(dòng)跟蹤測(cè)量材料的扭轉(zhuǎn)角、峰值保持、自動(dòng)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)、數(shù)字顯示扭矩值、扭角、加荷速率及T-φ試驗(yàn)曲線(xiàn)，并打印T-φ試驗(yàn)曲線(xiàn)及材料的 T、τb及切變模量G等符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)報(bào)告。

采用高精度傳感器、測(cè)量放大器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)扭矩、扭角、加荷速率等工程量的多種控制。選用廠家的外購(gòu)件，充分保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，試驗(yàn)軟件在WINDOWS98/XP/2000平臺(tái)下工作，全中文界面，的數(shù)據(jù)處理功能，試驗(yàn)條件和試驗(yàn)結(jié)果自動(dòng)存盤(pán)，顯示、打印符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的隨機(jī)成組試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)曲線(xiàn)、試驗(yàn)報(bào)告，是科研院所、大專(zhuān)院校理想的高性?xún)r(jià)比的試驗(yàn)設(shè)備。

   本試驗(yàn)系統(tǒng)除可滿(mǎn)足進(jìn)行常規(guī)的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)外，還可用于進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。

二、設(shè)備功能：

 1、能進(jìn)行金屬和非金屬材料的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)，滿(mǎn)足“金屬室溫扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法”的要求。

  2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為液壓伺服馬達(dá)、全數(shù)字伺服控制器

  3、基于Windows2000NT或XP操作系統(tǒng)的試驗(yàn)控制軟件，除保證試驗(yàn)正常進(jìn)行外，能對(duì)傳感器進(jìn)行非線(xiàn)性修正，對(duì)使用者實(shí)行分權(quán)限管理；具有多圖形顯示窗口，單位換算功能。

  4、可以使用EXCEL等軟件與試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行通訊。

三、主要技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)：

   1、負(fù)荷：30000Nm

  2、扭矩測(cè)量范圍：2%—99%

  3、扭矩測(cè)量精度：示值的±1%以?xún)?nèi)

  4、扭矩角測(cè)量范圍：0—±9999°

  5、扭矩角測(cè)量精度：示值的±1%以?xún)?nèi)

  6、夾頭間距離： 4500mm

  7、夾持試樣尺寸：φ10—φ300mm

8、扭轉(zhuǎn)速度：0—360°/min

四、設(shè)備配置：

1、微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)主機(jī)                          一臺(tái)

2、高精度正反雙向扭矩傳感器                        一只

3、全數(shù)字扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)伺服控制系統(tǒng)                      一套

4、微機(jī)控制扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)控制軟件                        一套

5、試驗(yàn)夾具                                        一套

6、計(jì)算機(jī)（CPU 2.4G/256M/40G/17 純平）             一臺(tái)

7、A4幅面彩噴打印機(jī) ( hp)                          一臺(tái)

五、工作原理與組成

該系統(tǒng)主要由可施加正反兩個(gè)方向扭矩的主機(jī)，微機(jī)控制自動(dòng)加載、電子測(cè)量單元組成。

（一） 試驗(yàn)機(jī)主機(jī)

試驗(yàn)機(jī)主機(jī)由扭矩傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、試驗(yàn)夾具、導(dǎo)軌、試驗(yàn)夾具移動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。

（二）電子控制系統(tǒng)

由傳感器前置放大器、模擬濾波器、工頻濾波陷波器，功率調(diào)節(jié)單元等組成。

試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)為集散式全數(shù)字閉環(huán)微機(jī)控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)該系統(tǒng)），由處于上位的計(jì)算機(jī)和多個(gè)能獨(dú)立完成多參量控制、數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理任務(wù)的單片機(jī)等部分組成。上位計(jì)算機(jī)與四個(gè)通道控制單片機(jī)之間以異步并行、主從方式傳送數(shù)據(jù)，各單片機(jī)在獨(dú)立完成預(yù)設(shè)、隨機(jī)指令任務(wù)的同時(shí)，將數(shù)據(jù)以數(shù)字信號(hào)形式傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)各通道試驗(yàn)設(shè)置參數(shù)、控制參數(shù)調(diào)節(jié)等進(jìn)行集中處理、統(tǒng)一管理，并將試驗(yàn)系統(tǒng)隨機(jī)控制參量發(fā)送給各單片機(jī)，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)、指定的控制參量，進(jìn)行比較、協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)控制加載。

    該系統(tǒng)每個(gè)電氣控制通道包括以下各部分：

    1． 扭矩傳感器前置放大器

    2． 扭矩角傳感器前置放大器

    3． 傳感器供橋電路

    4． 自動(dòng)調(diào)零電路，自動(dòng)分檔電路。

    5． 高速高精16位A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

    6． 誤差比較電路

    7．PID調(diào)節(jié)器

    8．控制通道切換電路

    9．伺服功率放大器

    10．邏輯控制單元

    上述各部分組成一個(gè)通道的完整的控制系統(tǒng)。每個(gè)通道采用相同的工作方式，通過(guò)上位機(jī)對(duì)各通道板發(fā)送控制指令，各通道完成獨(dú)立的伺服控制。 

    系統(tǒng)PID參數(shù)全部由D/A調(diào)節(jié)，無(wú)電位器設(shè)計(jì)。

（三）、軟件系統(tǒng)

   1、控制軟件

Windows98/2000/XP環(huán)境下的試驗(yàn)控制和數(shù)據(jù)處理軟件，界面友好，操作簡(jiǎn)單，輕松完成試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、試驗(yàn)控制、數(shù)據(jù)處理。

1、程序界面，如圖6

圖6   試驗(yàn)界面

本試驗(yàn)系統(tǒng)除可滿(mǎn)足進(jìn)行常規(guī)的扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)外，還可用于進(jìn)行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)。在“試驗(yàn)選擇”項(xiàng)目中，可選擇“常規(guī)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)”或“扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)”。

圖8  參數(shù)設(shè)置

保護(hù)參數(shù)中可進(jìn)行扭矩的上下限及相對(duì)轉(zhuǎn)角的設(shè)定。

圖9  試驗(yàn)機(jī)準(zhǔn)確度的標(biāo)定

（四）、數(shù)據(jù)處理

1、獨(dú)立的ACCESS試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)

 試驗(yàn)數(shù)據(jù)以多種文件格式保存，可導(dǎo)入在WORD、EXCEL、ACCESS、MATLAB等多種軟件下，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、編輯、分類(lèi)、擬合試驗(yàn)曲線(xiàn)等操作。

2、智能化的自動(dòng)存儲(chǔ)功能

在試驗(yàn)者沒(méi)有命名設(shè)置保存的情況下，系統(tǒng)將試驗(yàn)項(xiàng)目以試驗(yàn)執(zhí)行日期和時(shí)刻，自動(dòng)命名保存。安全、方便，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。

3、超級(jí)系統(tǒng)管理功能

試驗(yàn)項(xiàng)目以試驗(yàn)類(lèi)型分類(lèi)、編號(hào)排序，存儲(chǔ)在試驗(yàn)系統(tǒng)預(yù)設(shè)置的“年、月、日”只要查看試驗(yàn)時(shí)間，便可以立即找到所需資料。

4、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、曲線(xiàn)再現(xiàn)、逐點(diǎn)遍歷功能

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)能曲線(xiàn)再現(xiàn)、逐點(diǎn)遍歷、整體或局部進(jìn)行無(wú)級(jí)放大顯示。

5、試驗(yàn)數(shù)據(jù)取舍自由

用戶(hù)可以對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中無(wú)效或要報(bào)廢的紀(jì)錄從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除、清理。

6、可以選擇試驗(yàn)數(shù)據(jù)是否修約，修約前后的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)，方便校驗(yàn)。結(jié)果計(jì)算中對(duì)屈服材料可自動(dòng)判斷。