专注工业电气控制系统集成

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拉力自动化测试
阅读:696次 更新时间:2019-04-12

一、硬件

本控制系统中,主要部件有:力传感器,位移传感器,直流驱动电机,数据采集卡,放大器,滤波器,电源及其相应控制分析程序等;其中硬件参数的选取主要依系统技术指标,其主要指标为:

负荷测量范围:0~700N; 0~2500N;

力传感器精度:0~700N 0.15%; 0~2500N 0.25%;

驱动梁位移速度:工作载荷速度0.1~20μm/s; 空载速度0~100μm/s

位移传感器精度: 0.5 μm;

测试行程:20mm;

装置环境:真空条件;室温~120℃;

传输线必须屏蔽处理;

以上部件中力传感器(包括放大器),位移传感器,直流驱动电机三者由我们采购完成,其具体参数见附件。数据采集卡,放大器,滤波器,电源等硬件参数需结合测试时所需工作参数指标而定,由程序编写单位完成方案提交,硬件的报价和采购。

控制系统精度要求

力传感器

力传感器信号采集精度达到 0.1%,采集数值不能有干扰导致的跳动,验收时采取测量电压数值,力传感器厂家提供曲线对比来验收。

位移传感器

光栅尺(数字量),采集精度在0.1%,采集数值不能有干扰导致的跳动

电机

用光栅尺作为反馈,控制电机,以实现闭环的实时控制。电机速度、方向、启停可调。

控制系统、配电箱及接线

控制平台的选用应保证以下几点要求:

采用我们建议的配电箱体,结构上紧凑,布局合理;整体尺寸要小;

系统及软件性能稳定(数据处理速度,信号控制);功能性强(数字/模拟多通道接口,预留二次开发空间);兼容性强(XPWin7);用USB或其他接口连接到我们的电脑上进行控制,软件可供我们自己安装在不同电脑上面

我们提供过真空的电线接头,由你们完成焊接电线等工作。

所有系统在真空仪器里面调试完毕,参数指标达到要求,方为验收通过

控制程序要求

具有拉伸、压缩两种工作模式(对应工作载荷速度0.1~20μm/s

具有开启、暂停、结束三种工作状态;

开启:根据拉伸/压缩工作模式,电机、传感器、采集记录分析软件等工作;

暂停/复位:摁暂停/复位电机、传感器,采集工作等暂停工作,但传感器所采集数据仍在保存状态; 再次摁暂停/复位后,电机工作,传感器、数据采集等接着暂停前状态继续工作;

结束:电机、传感器停止工作,数据完整保存;

具有进退、快进快退功能(对应空载速度0~100μm/s);

该功能是在非测试模式下工作,减小整体测试时间;

实时显示并具有清零功能:

绝对力:

绝对位移:

力:最大力值、清零功能;

位移;最大位移值;清零功能;

整体测试时间

终止:当达到设定过载保护参数时,自动终止测试;

相对最大力:设定值

相对最大位移量:设定值

限位开关保护终止测试

/位移传感器校准功能:

力传感器:

力传感器校准:传感器标准值(与输出信号相关,如5mV输出对应1000N)与测试值之间校准;摩擦力误差校准;

位移传感器:

样品实际变形值与测量值之间的校准;

注:以上校准建立在相应的函数关系上,并以界面可输入函数形式校准;校准标准以生成拉伸曲线与标准拉伸曲线吻合度达0.5%以上;

曲线显示:

力-位移曲线; 应力-应变曲线;

X-Y坐标轴范围设置:自动设置(最大值百分数)

光标读值显示;

自动标注工作暂停点;

放大、缩小功能;

注:生成曲线是否与标准曲线高度吻合,是否有波动,与控制器,采集卡(精度、采样频率等),滤波器,放大器等的功能相关;

数据结果输出:

生成单一测试数据文件(TXT,EXCLE格式),内容包含:测试时间;样品参数;测试参数;力-位移应力-应变数据;

电源、传输线要求:

电源稳定性高;传输线屏蔽处理;以达到测试时对成像系统无干扰为准。

控制软件框架及界面

工具栏

文件:下拉栏为保存(以TXT格式保存界面中设置的参数、力位移曲线的参数及应力应变的参数)。

编辑:下拉栏为传感器校准,以采集传感器数据为基础加减一个函数。可以我们自己完成函数的编辑

帮助:下拉栏为用户手册,用户手册可以提供我们自定义编辑。

数据采集栏(直接用数值显示)

绝对力:力传感器采集的数据,单位N

绝对位移:位移传感器采集的数据,单位微米。

:任意大小的力清零以后输出的力(相当于最终测量的力减去清零时的力)。设置清零按钮可手动清零

位移 :任意大小位移清零以后输出的位移(相当于最终测量的位移减去清零时的位移)设置清零按钮可手动清零

应力:力除以截面积,单位Mpa

应变:位移除以样品标距,单位%

参数显示栏

参数设定

样品参数:

板状:长、宽、高,单位mm。留个区域有我们放置长宽高的示意图。

柱状:长、直径, 单位mm。留个区域有我们放置长、直径的示意图。

2种方式可选择,不能同时选择,选择后确认。

测试信息

测试人员

测试时间

测试单位

控制参数

拉伸、压缩可切换。

试验速度:可自定义输入,单位微米/S

终止方式:力终止方式,单位N,可手动输入数值,有数值范围的限定。

位移终止方式:单位微米,可手动输入数值,有数值范围的限定。

力位移曲线

鼠标光标移动可读取力、位移数值,左键框选可放大曲线,设计复位键使曲线回到最初的大小。双击曲线图可编辑曲线参数,包括XY范围设定,曲线采集速率

应力应变曲线

同力位移曲线。

启动控制栏

具有开启、暂停、结束三种工作状态;具有进退、快进快退功能(对应空载速度0~100μm/s);

开启:根据拉伸/压缩工作模式,电机、传感器、采集记录分析软件等工作;

暂停/复位:摁暂停/复位电机、传感器,采集工作等暂停工作,但传感器所采集数据仍在保存状态; 再次摁暂停/复位后,电机工作,传感器、数据采集等接着暂停前状态继续工作;

结束:电机、传感器停止工作,数据完整保存;


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