材料试验机（伺服控制）

一、功能用途：

材料试验机也叫拉力机主要适用于对金属、非金属及复合材料的拉伸、压 缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等力学性能的测试，还可以实现恒应力、恒应变、蠕变、松弛、轴向、径向等多闭环试验。可根据GB、JIS、ASTM、DIN等标准自动求出抗拉强度、屈服强度、伸长率、定伸长应力、定应力伸长、弹性模量等参数。

二、依据标准：

本试验机根据《电子式试验机》GB/T 16491-1996标准制造。

本试验机根据GB/T12160-2002《单轴试验用引伸计的规定》

GB/T16825-1997《拉力试验机的检验》进行检定和验收。

GB/T16491-2008 《电子式试验机》

JJG139-1999《电子式试验机检定规程》；

GB/T228-2010 GB14214-2003测试标准

三、 性能特点：

1．精美雅致的外观设计。我公司多年来一直非常注重产品的外观造型，开发出许多可与国外机型相媲美的产品.部分试验机已取得国家外观保护。

2．关键零部件。采用国际，如松下伺服系统，传力载荷传感器等。

3．圆弧齿形同步带的行星减速系统，具有效率高、寿命长、噪音低、免维护的优点。采用纯数字的锁相环脉冲控制模式，无飘零、无失调。

4．采用高精度滚珠丝杠加载。加载平稳，试验机的寿命长，长期稳定性好且节能。

5．多种保护措施。如功率环节的各种电气保护，软件部分的超载，超位移保护，机械强制安全限位保护等。

6．简单、可靠，功能强大的用户操作界面。

7．开放的数据结构，无论是结果参数还是过程数据都允许用户随机调用，对科研与教学非常有利。

8．用户自编辑报告功能。数据可方便的导入EXCEL表格，方便用户后期处理。

四、试验机结构及工作原理：

1． 结构：

1）微机控制电子试验机采用双柱型龙门式结构，下部：拉伸：压缩、弯曲。

2）高精度精密滚珠丝杠：驱动中横梁上下移动，传递负荷

3）同步齿形带行星减速系统：带动丝杠转动加载

2． 工作原理：

伺服电机驱动同步行星减速系统和高精度精密滚珠丝杠带动活动横梁上、下移动，施加载荷，完成各种试验。

3、测量系统：

负荷、变形和位移都为闭环控制，见如下示意图。

① 负荷测量

采用进口高稳定度、高精度应变式进口负荷传感器，配备测量控制器，传感器的负荷测量范围均分为200000个码字，确保测力精度优于示值的±0.5%，如有特殊要求，可同时标定多个传感器，实现宽范围的负荷测量，且能实现应力、应变、位移全闭环控制。

② 变形、位移测量

△ 小变形（断裂伸长率小于50%）测量采用电子引伸计和A/D转换电路实现，测量精度±0.5% ，分辩率为0.005mm。如有特殊要求，可同时标定和识别多只电子引伸计（用于金属材料 需要另外选购件）。

△配置大变形测量装置可对塑料、橡胶等材料的断裂伸长率进行测试。可配置高低温箱等附属装置。(用于橡胶材料需要另外选购件）。

△ 活动横梁位移测量采用日本高精度光电编码器，采用交流伺服高速系统控制，调速方式为计算机控制任意设定，手动设定活动横梁行程。精度为±0.5% ，分辨率为0.001mm。

4．传动系统：

采用全数字式交流伺服控制器控制高精度、高响应频率的松下交流伺服电机，联接松下行星减速系统，通过同步齿形带带动丝杠转动加荷，保证传动系统效率高，噪音低，传动平稳，传动精度高，工作寿命长，并保证速度精度在±0.5%以内。

5．主机框架：

采用立柱固定上横梁及工作台面构成框架结构，由两根高精度预应力无间隙的滚珠丝杠驱动中横梁上下移动，传递负荷，结构合理，刚性及稳定性好，在高速加载下加载平稳，使用寿命长，豪华铝合金外壳，美观大方。

6．微机软件系统：

采用联想或戴尔计算机作为主控机，完成整机试验的设定、工作状态控制、数据采集、运算处理、显示打印试验结果等功能，配有试验机专用WindowsXP中英文版智能化软件包，可根据国家标准、国际标准或用户提供的标准测量和判断各种材料试件的各种性能参数，并对试验数据进行统计和处理；然后输出各种要求格式的试验报告和特性曲线图样。

7.软件性能：

五 软件介绍：

一、 软件特点

1、 一台主机可以同时最多配置4个力传感器，量程从5kN—2000kN，用户可根据需要随时更换；

2、 一台主机可以最多配置8个变形传感器(电子引伸计)，用户可根据需要随时更换；

3、 程序采用开放的数据库结构定义，标准配置包含国标GB228-87、GB/T228-2002、GB7314-87等试验方法，可根据用户要求定制特殊的试验方法；

4、 分档或不分档数码显示拉试验力和压试验力及峰值，精度为每档量程20%开始示值的±1%(分档)或全量程的2%示值的±1%(不分档)，可自动标定；

5、 分4档或不分档数码显示变形，精度为每档量程20%开始±0.5%FS(分档)或全量程的2%示值的±0.5%(不分档)，可自动标定；

6、 同时记录力-时间，变形-时间，力-变形和力-位移试验曲线，可随时切换观察，任意放大缩小，水平或垂直移动，实时高速采样；

7、 采用人机交互方式分析计算测试材料的机械性能指标，试验结束时自动计算弹性模量、屈服强度、非比例伸长应力等(试验方法不同，分析的数据也会不同)，在自动分析的基础上，还可以人工干修正分析结果，提高分析的准确性；

8、 试验数据采用数据库管理方式，自动保存所有试验数据和曲线；

9、 提供多种报表打印接口，用户可根据需要编辑任何格式的报表，并打印输出；

10、 MaxTest软件包还包含其他工具软件，如调试工具箱、批量处理程序等，它们都提供了很多实用和强大的功能（本手册也包含它们的使用说明）。

11、 保留数据接口，可直接连接企业（试验室）的综合信息管理网络；

12、 支持屏幕触摸操作，绘图仪输出试验曲线；

二、 控制性能

1、 包含多种控制方式，其中单步程控包括等速应力、等速应变、等速位移、位移保持和力保持等多种闭环控制方式，多步程控包括金属拉伸试验等；

2、 用变结构PID控制算法调节加载过程，等速控制误差≤5%，保压控制误差≤0.5%；

3、 提供给专业用户“控制程序编辑器”软件，用户可以根据实际需要，灵活定制特定的控制程序；

二、　界面操作

一、 主窗口

主窗口是程序的控制中心，它负责管理各个功能窗口和系统模式的切换，并显示试样的基本信息和试验控制状态信息，这个窗口始终位于屏幕最上面。

说明：

1、菜单

1.1 系统：

u 退出：退出控制系统；

1.2 数据：

u 新建试样信息：新建一个试验记录；

u 打开历史数据：打开一个已完成试验的数据；

u 保存当前数据：保存当前试验的数据；

u 当前数据另存为文本文件：将当前试验的数据以文本格式保存；

u 打印报表：按报表模板打印试验数据；

u 用EXCEL打印：按EXCEL存储数据格式打印试验数据；

u 分析试验数据：切换到数据分析界面。

1.3 设置：

u 选择力传感器：选择当前正在使用的力传感器；

u 选择引伸计：选择当前正在使用的引伸计；

u 系统设置：返回和设置系统相关参数；

u 分析设置：返回和设置分析参数。

1.4 调整：

u 硬件调零：调整力传感器和引伸计硬件零点；

u 力传感器标定：修正力传感器的放大倍数；

u 引伸计检定：修正引伸计的放大倍数；

u 位移标定：修正试验机移动的位移；

u 扩展通道1标定：修正扩展通道；

u 调试参数：显示调试参数，非调试人员勿自行改动。

1.5 工具：

u 检定纪录：压环检定时的读数纪录和打印工具；

u 控制观察：直接观察控制调节过程的工具；

u 添加试验类型：通过升级文件扩充试验类型；

u 用户自定义项目：用户自己修改数据项目的工具；

u 保存调试参数文件：将所有调试参数和上一次的控制调节过程保存为一个文本文件，在系统出现异常情况时，用户可将这个文件发送给系统供应商作为故障分析的依据；

u 外接程序管理器：

1.6 窗口：

u 排列子窗口：以主窗口为中心，重新排列其他窗口；

u 移到屏幕左上角：界面移到屏幕左上角显示；

1.7 帮助：

u 关于：显示执行程序版本和控制驱动类型、版本等相关信息，以及MaxTest程序的升级修改内容；

u 注册：返回当前注册状态以及用户重新注册；

2、状态栏

显示试验过程中试样和控制的相关信息；状态栏分为左右两部分，左边显示当前控制相关的详细信息，如速度等。右边显示试样的相关信息，主要是试样面积和编号。

3、工具栏

提供一些快捷操作

3.1 清零：将力、变形和位移一起清零；

3.2 分析板：切换到分析模式；

3.3 数据板：选择试验类型和显示数据板；

3.4 前翻：向前移动纪录；

3.5 后翻：向后移动纪录；

二、 力和变形显示板

分档/不分档模式在调试工具箱力传感器设置视图下进行设置，点击帮助查看显示不分档的设置数值。

1、 负荷测量显示值：分档时根据选择的档位自动规约，不分档时根据示值的大小自动规约；

2、 负荷测量峰值：当试验重新开始，峰值会自动清零，也可点击峰值清零按钮清零；

3、 负荷测量档位：在试验过程中根据测量值的大小自动换档，及测量值大于当前档位量程的90%时，自动向更大的档位切换；用户在试验开始时，可以选择最小的档位，从而保证测量精度。

4、 变形测量显示值：分档时根据选择的档位自动规约，不分档时根据示值的大小自动规约；

5、 变形测量档位：在试验过程中根据测量值的大小自动换档，及测量值大于当前档位量程的90%时，自动向更大的档位切换，用户在试验开始时，可以选择最小的档位，从而保证测量精度；

6、 破型判断按钮：按下此按钮，在试验过程中，力值如果满足试样破型的条件（参见“系统设置”菜单），系统会自动停止。如果按钮弹起，那么，即使满足破型判断条件，系统也不会自动停止，用户必须手动停机。

按钮说明：

测量值清零按钮：试验开始时，使用清零按钮清零；

这个按钮有两个用法，（1）试验中使用了引伸计：试验中，当试样变形较小时，变形测量采用的是引伸计测量信号，当变形较大时，为了避免损坏引伸计而必须将引伸计取下，在取下引伸计之前，必须按下这个按钮，系统将用位移测量信号作为变形量，自动衔接前面的引伸计测量值，从而保证测试曲线的完整性；（2）试验中不使用引伸计：如果用户在试验中不需要使用引伸计，请在试验开始之前，必须先将此按钮按下，那么，试验开始后，系统将直接将位移信号作为变形值，从而构成一个完整的力-变形曲线，便于数据分析。

三、 位移显示板

注：微机屏显试验机中，本窗口不存在，位移测量值将在变形窗口中显示（按下“取引伸计”按钮时）。

1、 位移测量显示值；

2、 活塞位置显示：指示油缸活塞的位置(电液伺服)。

手动按钮方向显示：指示手动按钮按钮方向（电子）

四、 曲线显示板

曲线显示窗口在试验工程中，实时显示测量曲线，在浏览历史数据时，同步显示对应的历史曲线；在分析时，提供用户在线分析的功能。

1、 曲线类型选择：系统在试验开始后，实时记录试验曲线，用户可根据需要在“曲线类型”下拉框中选择观察其中的一种类型的曲线；

2、 曲线工具栏：曲线工具栏包含曲线观察和处理的工具；

从左至右依次为：

前面四个按钮为一组工具，每次只能选取一个，即选取其中的一个时，原来的按钮就会弹起。这四个工具在分析曲线时特别有用。

3、 曲线显示区域；

4、 曲线显示刻度值，随曲线的缩放和移动而改变；

5、 曲线垂直（水平）缩放和定位：曲线可以单向（水平或垂直）放大和缩小。并可以用滑块拖动显示曲线。拖动方式有三种：

5.1 小幅移动：用鼠标点击滑动条两端箭头，可以移动当前曲线显示范围的1/10；

5.2 翻页：用鼠标点击滑动条的空白处，可以直接翻过一页；

5.3

注意：当一次试验完成后，有时会在曲线板的右上角会出现一个黄色的标志[曲线未保存],提醒用户这是一个新的试验测试曲线，且还没有保存。用户这时可以将这个曲线保存到当前的试验记录，也可以找一个合适的地方保存它。用户保存后，这个标志会自动消失。如果用户没有保存就开始另一个试验过程，系统会警告并询问用户是否放弃上面这根曲线，用户根据实际作出选择。未保存的曲线是蓝绿色（和数码显示值同色），保存后会变为黄色。

五、 控制板

注：适用于微机控制电液伺服试验机、微机控制电液比例试验机以及微机控制电子试验机

1、控制方式选择卡片

位移：闭环（开环）位移控制方式；

u 力：闭环力（应力）控制方式；

u 变形：闭环变形（应变）控制方式；

u 拉伸：典型金属拉伸自动程控方式；

u 程控：可编程序控制方式；

2、试验控制中心

对于试验机，运动方向只有向上和向下，但试验机在上下运动时，可能是正在试验，也可能只是调整一下位置。因此，为了区分两者，系统将控制分为两个状态：试验状态和非试验状态。左上角的个按钮就是切换用的“调整位置”按钮，弹起时，系统即认为当前是试验状态（如图），后面两个按钮表示试验的“开始”和“停止”。“调整位置”按钮按下时，系统即认为是非试验状态，这时控制板界面也将有所变化（如图），我们可通过“上升”和“下降”按钮来控制横梁(活塞)的移动，按下“复位”按钮，系统将自动回到位移显示为0的位置（可能上升，也可能下降，以上次位置为准），并自动停止。不管是上升还是下降，系统都不会记录曲线。

试验结束自动复位：可设置试验结束时自动复位。这里的试验结束特指正常试验破型后试验结束或程控试验执行完所有试验步骤，且未遇到【停止】步骤后试验结束。自动复位速度与软件调整位置控制“上升”“下降”“复位”的控制速度相等。

下面先介绍非试验状态下的几个控制模式。

六、 数据板

1、数据板窗口

数据是整个测量系统的核心，因为整个试验过程是围绕数据为中心进行的。从试件数据到测试数据，再到分析数据，这个过程显示都在数据板上体现。从系统菜单或工具栏都可以调出数据板。

程序启动时，缺省调入的试验方法为用户上次选择的试验方法，如果与实际不符，用户首先必须选择相应的试验方法，选择以后，“数据板”会作相应的变化。即不同的试验方法，数据板的显示内容是不同的。系统内置数据库动态解析器，即试验方法在数据库里定义，包括数据项目，计算公式等，选择某个试验方法后，系统实时动态解析生成程序界面。因此，同一个执行程序，配置不同的数据库，其数据板界面也相应不同。

2、数据板工具栏

工具栏的详细说明见下图。工具栏包含了数据操作的全部功能，包括新建、打开、保存、删除和打印试验数据。从左到右为：

新建：调出新建试样信息窗口，这是试验开始的步；

u 打开：依照特定的查询条件，调出历史数据；

u 保存为数据库格式：将测试曲线或者用户对数据的任何改动保存到数据库中；

u 保存为文件格式：以文本文件格式将测试曲线或者用户对数据的任何改动存盘；

u 打印报表：将当前记录数据以设置好的报表格式打印输出；

3、数据库显示定位按钮

数据库显示和定位：图中的总数表示现在数据板上共打开的记录条数，位置表示现在数据板上显示的是第几条记录的数据。用户可以按动左右箭头移动位置。

在下面的详情视图下可以看到当前显示的记录相关试验数据，切换到列表视图可看到现在在数据板上打开的所有记录，通过选择列表中的一个记录，可以在详情视图中看到详情，数据显示定位也跟随变化。

1、使用

试验完成以后，程序会自动分析测试曲线，从而得到分析结果，而分析板记录了分析的过程，供用户察看。分析板提供了自动和手动两种分析模式。试验结束后，用户切换到分析模式，分析板将自动出现。窗口的上部是分析的功能按钮，下面是各个标志点的列表（所谓标志点，是金属材料的各个物理性能在试验测试曲线上的具体表示，比如金属的屈服点，其对应点为P。其他标志点的含义，只要用户用鼠标点击列表中的标志点，列表下方将出现这个标志点的具体含义）。一般情况下，在试验结束时，系统将马上分析测试曲线，并将分析结果填充到分析板和数据板，而无需用户手工干预。如果自动分析不正确，那么，用户可以通过修改分析方法，然后再对曲线进行全面分析。分析的方法由用户在分析之前自行设定。如果用户要改变分析方法，可以点击分析板工具栏的[分析设置]按钮，将出现分析设置窗口。用户可以根据具体试样，选择分析方法。分析完成后，试验所测试材料的物理性能参数所对应的点也将在曲线上标示出来，一方面，可以给用户一个直观的表示，另外，如果用户对自动分析的结果不是很满意，也可以直接通过定义、删除和移动标志点来重新分析试验结果。具体分析过程后面详细说明。

2、工具栏

从左致右，依次为：

分析曲线

点击它，将按照设置的分析方法重新分析测试曲线，刷新分析结果；

取消上次操作

恢复上一步手工改变之前的状态，最多恢复10步；

清除分析结果

清除分析结果并刷新；

分析设置

设置分析方法，分析方法的设置对分析结果有时影响很大；分析方法的设置，请用户仔细阅读相关的国家标准。特定的试验方法有时要采用特定的分析方法。不合理的分析方法会导致错误的分析结果。如果用户对分析的结果产生疑问，请察看分析的方法是否合理。

八、增加试验方法

MaxTest是一个开放的系统，其支持的试验方法将越来越多，用户如果想扩充可以支持的试验方法，只需在的网站下载并运行一个升级文件(Update.exe)，然后运行“工具”菜单下的“添加试验标准”命令，窗口中将列出所有可扩充的试验方法，用户只需选择好添加的标准，点击“确定”按钮，系统将自动完成升级过程。如果是新增新的试验方法，升级过程不会影响原有的数据。如果是替换升级，会将原有的历史数据覆盖。

九、实际输出效果：

8．夹具

为实现本机强大的试验功能，除随机提供基本配置拉伸、夹具外，还有用于片、带、线、箔、条、纤维、板、棒、块、绳、布、网等各种材料的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂以及杯突、扭转等试验的夹具，具有互换性，用户可根据自己的需要另外选购。

六、主要技术指标：

A.试验机主机技术参数：

1.试验力：10T（100KN）

2.有效拉伸试验空间：800mm（不含夹具、夹具不同拉伸试验空间不同）

3.有效试验宽度：400mm

4.电机功率：约2.8KW

5.主机外形尺寸（长×宽×高）660×450×1700mm

6.主机重量：约400kg

B. 试验机精度测量参数：

a.力值测量参数：

1.试验机力值测量精度：0.5级

2.试验力测量值：100KN

3.试验力负荷测量范围： 0.4％—100％FS

4.试验力示值分辨率：试验力的1/400000

b.变形测量参数：

1．变形测量范围： 2％－100％FS

2. 变形示值误差精度：示值的±0.5％以内

3．变形分辨力：变形的1/400000

d.位移测量参数：

1. 位移测量精度：示值的±0.5%以内

2. 位移分辨率：0.001mm

C.试验机控制参数：

1．试验力参数：

1）试验力控速率调节范围：0.005％－5％FS/S

2） 控制精度：

a. 速率<0.05％FS/S时，为±2％设定值以内

b. 速率≥0.05％FS/S时，为±0.5％以内

2．试验变形参数：

1）试验变形速率控制范围：0.005％－5％FS/S

2）试验变形速率控制精度：

a. 速率<0.05%FS/S时，为±2％设定值以内；

b. 速率≥0.05％FS/S时，为±0.5％设定值以内

3．横梁位移参数：

1） 横梁位移速度调节范围：0.001－300mm/min

2） 横梁位移速度调节精度：

a. 速率<0.01mm/min时，设定值的±1％以内；

b. 速率≥0.01mm/min时，设定值的±0.2％以内

4．恒力、恒变形、恒位移参数：

1）恒力、恒变形、恒位移控制范围：0.5％－100％FS

2）恒力、恒变形、恒位移控制精度：

a. 速率≥10％FS时，设定值的±0.1％以内；

b. 速率<10％fs时，设定值的±1％以内< p="">

六、配置：

1．试验机主机主要配置：（如图1所示）

1）试验机主机1台

2）高精度滚珠丝杠1副（如图3所示）

2）电机及伺服系统1套（如图4所示）

4）100KN负荷传感器一只(如图5所示)（美国Amcells,轮幅型，精度为 3/10000FS）

5）WindowsXP 平台下中文版专业试验软件＋联想电脑1套

2．100KN试验机控制系统 1套 （如图6所示）

选用全数字化多闭环材料试验机测量系统，可实现位移、应力、应变等闭环控制，且相互间平滑转换无冲击。

性能特点：

1） 采样速率为50个点/秒。

2） A/D转换位数　满程有效值20万码

3） 所有通道的全部数据全部保存，便于进行更多的分析。

4） 可任选打印/显示已有试样曲线。（全部、单条、任意N条）

5） 一个试样运行中可暂停后继续运行。

6） 对试验曲线可多次放大/平移/读点，及手工设置放大。

7） 对重要参数的设置有口令保护。

3．100KN试验机夹具配置：

1）100KN手动楔形拉伸夹具1套（如图7所示 标配）

规格：平钳口（mm）——0～8，8～16，

V型钳口（mm）——Φ4～Φ9，Φ9～Φ16，

用途：适用于金属板材和棒材的拉伸试验

2) 100KN压缩夹具（如图8所示 用户可根据自己的需要另外选购）

规格：压盘直径Ф100mm

用途：适用于各种材料的压缩试验

3）100KN弯曲夹具（如图9所示 用户可根据自己的需要另外选购）

规格：跨距400mm、支辊、压辊直径Ф10mm

用途：适用于各种材料的弯曲试验

4．变形测量系统（如图10所示 用户可根据自己的需要另外选购）

电子引伸计一只

△ 规格：YYU-25/50

△ 标距：50mm

△ 变形量：25mm

△ 测量精度：0.3％F.S

七.工作条件等：

八.售后服务承诺：

1.正常使用免费保修12个月，终身服务。

2.免费安装、调试、培训3～5名操作人员，达到熟练操作水平。培训内容包括设备基本原理，软件使用和开发，操作、维修保养等。达到用户操作人员能独立操作设备试验，并能进行基本的维修服务。

3.在接到用户故障信息后6个小时内响应，给出解决方案，如需现场服务可当天（省外的72小时内）派维修人员到达现场排除故障。

4.免费为用户升级试验软件，优惠为用户扩展试验功能。