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萬能材料試驗機的性能特點

一、常見萬能材質試驗機的種類
目前市場上常見的萬能材質試驗機主要有兩大系列，四種類型：
1、液壓系列：手動液壓萬能試驗機電液伺服液壓萬能材質試驗機
2、電子萬能系列：常規電子萬能試驗機高特性電子萬能材質試驗機

它們的特性各異，優缺點并存，各有各的用戶群體。

二、特性特點

1、液壓系列
1 手動液壓萬能材質試驗機
手動液壓萬能材質試驗機主要使用簡易高壓油源作為動力源，手動調整閥作為操控元件，并進行人工手動實現加載，因而，它屬于開環操控系統。因為受油源流量及主機結構的限制，它的油缸活塞行程較小，常見的一般在300mm左右，它的試驗速度一般也較小。受價格因素的影響，測力傳感器一般使用壓力傳感器（大噸位基本使用壓力傳感器）。因而，精度較低，量程較小，一般精度為1級或2級，量程一般為4%-100%F.S。受油缸摩擦力的影響，噸位一般很難做到很小，國內*小為5T。但因為它所特有的低價及大噸位的特點，目前，在成品檢驗、單一材質指標的測試中還在大量使用。
2電液伺服類萬能材質試驗機
它主要使用了精密高壓油源作為動力源，使用伺服閥或比例閥作為操控元件進行閉環自動操控，因而操控特性較高，一般可實現載荷、應變、位移三種操控模式。同手動液壓萬能材質試驗機一樣，受油源流量的限制，他的試驗速度較低。因為使用閉環自動操控，系統剛度成了整個系統正常工作的關鍵。眾所周知，液體的剛度是比較低的，為了盡可能的減少液體對整機剛度的影響，一般電液伺服試驗機的行程都不大，同樣受整機剛度的影響，電液伺服類試驗機的噸位都不可能做的很小，基本上都在一噸以上。但因為它有多種操控模式，因而具有使用靈活，特性較高的特點。
2、電子萬能系列
1 常規電子萬能類材質試驗機
常規電子萬能主要使用伺服電機作為動力源，絲杠、絲母作為執行部件，實現試驗機移動橫梁的速度操控，它的試驗速度范圍可進行調整，以RGM-200為例，它的試驗速度可達0.001mm/min-1000mm/min，速比可達100萬倍之多，試驗行程可按需要而定，*大可達幾米。這是液壓類試驗機無論如何也實現不了的。隨著電子技術的發展及伺服電機特性的提高，電子萬能所使用的電機從早期的直流伺服電機到現在的更多的使用交流伺服電機，從早期的功率元件選用可控硅進行移相觸發操控到今天的使用多種功率模塊實現脈寬調制操控，電子萬能的特性有了質的飛躍，人們心目中的電子萬能故障率高，特性較差的情況已經不復存在了。因為常規電子萬能實驗機使用速度操控，因而對系統剛度的要求不高，這樣就為小噸位試驗機的實現創造了有利的條件。從目前國際、國內的情況看，一噸以下試驗機基本上都為常規的電子萬能試驗機。它的用途*廣，性價比*高。
2高特性電子萬能類試驗機
高特性電子萬能類試驗機與常規的電子萬能試驗機一樣，它也使用伺服電機作為動力源，絲杠、絲母作為執行部件，它與常規電子萬能試驗機所不同的是它的操控方式可為載荷操控，也可為應變操控或位移操控。除了具有常規電子萬能的速度寬，行程大的特點外，還具有電液伺服類試驗機的全部優點，因而它是目前特性*好的萬能材質試驗機。目前，這類試驗機的佼佼者基本上都使用德國Doli公司生產的EDC 120系列作為核心操控部件。當然，這類試驗機也有它的缺點。因為具有載荷、應變、位移三種操控模式，因而整機的穩定性與系統的剛度有直接的關系，而試樣剛度又直接影響系統的剛度。所以當所做試驗的試樣種類較多時，整機剛度的變化就會很大，這樣就很難保證所有的試驗都能夠正常進行。為了滿足全部的試驗都能夠正常進行，就需隨時調整操控系統的參數（P，I，D參數），這對于非自動操控專業的人來說是有一定難度的，這樣也就不能完全發揮這類試驗機的優勢。這類試驗機的價格比較高。

三、選型
在上文中，主要分析了幾種常見的萬能試驗機的優缺點，下文將針對實際工作中的情況介紹一下針對不同類型的試驗如何選擇試驗機的類型。
1、常規液壓萬能材質試驗機
因為常規液壓萬能材質試驗機價格低、操作簡單、大噸位的特點，一般在進行結構部件試驗或簡單的材質特性試驗時，可選用此類型的試驗機。如各類建筑結構部件的破壞性試驗，或用來測試某些材質的單一特性指標（如鋼筋的拉伸強度等）。
2、電液伺服類萬能材質試驗機
因為電液伺服類萬能材質試驗機具有三種操控模式，因此它的特性較好，但因為它所固有的行程小，速度低的缺點，一般不適用于要求高速拉伸的橡膠試驗及延伸率較大的塑料、高分子材質試驗。另外，當材質的品種較多時，因需要經常的調整系統的參數（P、I、D參數），為了降低對操作人員的要求，不宜選用此類試驗機。而在需要恒應力或恒應變試驗時選用它是*佳的選擇，如水泥、建材類試樣。金屬類試樣也可使用此類試驗機。
3、常規電子萬能類材質試驗機
此類試驗機是目前性價比*高的一個品種，它的用途*廣，使用范圍*大。從對低速要求極高的碳化硅試樣到高速特性要求較高的橡膠類試樣都可選用此試驗機，這類試驗機從對行程要求不大的壓縮類試驗到行程要求極高的特種橡膠、高分子材質試驗都能夠滿足。另外，因為它特有的速度操控模式對系統剛度的要求不高，因此它的使用很簡單，不需要因改變試驗材質進行系統參數的調整，因而對試驗員的要求不高。它靈活的夾具配置、傳感器的擴展，對實現多材質試驗提供了可能，真正實現了一機多用。但因為它的操控模式較為單一，因此不適用做恒應力、恒應變類試驗。
4、高特性電子萬能類材質試驗機
它是目前特性*好的一類萬能材質試驗機，可滿足各類材質試驗的要求，但因為價格較高，而絕大多數的材質試驗都為常規指標的試驗。因而在大多數情況下，它的特性并不能得到充分的發揮，因此性價比并不高。另外，因為它的整機穩定性與試樣有關，因此對不同試樣需經常調整系統參數，這就對試驗機的操作人員提出了較高的要求。因為這些原因，該類型的試驗機市場占有率并不大，一般在一些特殊場合使用。如各大專院校、科研院所在進行新材質的研究時選用。另外，在一些既需要寬的速度范圍，又需要大行程場合，且需進行恒應力、恒應變試驗時才會使用。
三、萬能試驗機特點
常規電子萬能試驗機是特性價格比*高的，因而就這一類型試驗機的主要特性特點如下:
一、主機方面：
1、具有多種外型結構：
1 單柱機：體積小巧，價格低廉，適用于單一的低噸位試樣，一般在500kg以下。
2 臺式機：體積較小，價格較低，可擴展性好，結構穩定，一般在3T以下。
3 豪華落地式：外型美觀大方，可于國外機型相媲美，可擴展性好，安裝方便，價格適中，目前該機型有兩種外型結構，1T以下和3T以下兩種。
4 大噸位門式機：這類機型剛度大，結構穩定，適應面寬，價格比電液伺服類略低，擴展性很好，是金屬類試驗的優選機型，目前*大可達60T。
2、減速系統：
使用同步圓弧齒形帶多級減速，它具有安裝維護簡便，壽命長，效率高（可達85%），噪音低的特點。
3、電機使用日本松下交流伺服電機，具有好的配套性（電機與電機伺服器配套生產），無碳刷、壽命長、易維護、防爆的特點。
二、操控器方面
1、具有獨立完善的操作操控系統，可實現自主操控，也可與計算機配套操作。自主操作時界面為漢字界面，簡單易懂，并可顯示各類參數及結果曲線，并能夠打印出漢字報告及曲線。
2、極寬的速度操控范圍，*寬可達到0.001mm/min-2000mm/min（高速與主機結構噸位有關），這是因為使用了獨特位置脈沖操控技術。
3、目前，國內*寬的單一配置的測量范圍可達0.2%-100%，*小分辨率35萬分之一，真正實現**多用。
4、模擬放大器使用多種通道方案，為擴展配置提供了先決條件。
5、方便、實用且功能強大的可移動操作盒，不但能夠實現多種速度的橫梁移動操控，還可隨時切換操控方式，常動方式與點動方式相互切換，當與電腦計算機聯機使用時，可直接起計動電腦計算機進行試驗。
三、軟件
1、良好的用戶界面，菜單式的功能選擇；
2、數據庫程序結構；
3、標準庫算法選擇；
4、用戶自定義功能，可滿足不同情況下的各類試驗要求，如定義彈性參數，定義壓縮比，定義修約規則，定義非比例應力，選擇曲線圖的x-y坐標函數等；
5、開放的程序結構，具有用戶二次開發功能，實現用戶自行軟件升級；
6、強大的報告輸出能力。使用水晶報表產生結果報告；
7、常見結果的數據統計功能，可用直方圖直觀顯示；
8、一鍵式遠程操控試驗功能；
9、具有結果在曲線圖上直觀顯示的功能；

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