液晶顯示電子萬能試驗機使用說明書

一、外觀

    該試驗機主體結構為單臂式結構，雙空間試驗，其中上空間為拉伸空間，下空間為壓縮空間，進行試驗力校準時應將標準測力計放在工作臺上。主機的左側為計算機控制顯示部分。整機結構大方，操作方便。

二、概述

本試驗機采用交流電機及調速系統一體化結構驅動皮帶輪減速系統，經減速后帶動精密絲杠副進行加載。電氣部分包括負荷測量系統和位移測量系統組成。所有的控制參數及測量結果均可以在計算機屏幕上實時顯示，可計算試樣的彈性模量、抗拉強度、斷后延伸率等參數。并具有過載保護等功能。

三、主要技術指標

四、試驗機的工作條件

1． 在室溫10℃-35℃范圍內，相對濕度不大于80%；

2． 在穩固的基礎或工作臺上，正確安裝；

3． 在無震動的環境中；

4． 周圍無腐蝕性介質；

5． 電源電壓的波動范圍不應超過額定電壓的±10%；

6． 試驗機電源應有可靠接地；頻率的波動不應超過額定頻率的2%；

五、機構介紹

該試驗機由主機、計算機控制系統及附具組成，具體見外觀圖。

1.主機部分

主機采用單臂式結構，雙空間試驗。電機及減速系統位于主機下部，可完成拉伸、壓縮試驗，其中上空間為拉伸空間，下空間為壓縮空間。電機通過皮帶輪減速系統帶動精密絲杠副旋轉，從而驅動中橫梁上下移動，對試樣進行加載。試驗速度的大小可由安裝在主機下面的電機調速系統控制完成。

2.電氣部分

電氣部分由調速系統及顯示測量系統組成，本機采用交流伺服電機及調速系統，通過調速系統控制伺服電機的正、反轉和速度的精度。負荷測量系統由一只高精度的負荷傳感器、測量放大器、A/D轉換器、穩壓電源等組成。位移測量系統由光電編碼器、脈寬整形電路、倍頻電路、計數電路組成。控制器直接插在計算機插槽內。所有的控制參數及測量結果均可以在屏幕上實時顯示。

3.附具部分

該試驗機配備二種附具。即拉伸夾具、壓縮壓盤。

六、安裝與調整

1 試驗機及其工具箱等裝在試驗機包裝箱內，在開箱前應首先檢查外包裝是否完好。在開箱后應先取出技術文件，然后檢查包裝箱內各部件是否完好，并據裝箱單核對是否缺件。

2 把試驗機置于堅固的平臺上或水泥臺上，用水平儀找正，調整四個調整螺釘，使機器處于水平位置。

3 試驗機供電系統為兩相220V。主機必須有接地線。

STM32萬能數顯觸摸屏試驗機控制器由主控板，鍵盤，顯示器組成，顯示器為觸摸屏，如主控板采集力和位移信號，根據試驗規程，驅動電機運動，得出要求的結果，該主控板采用ARM系列32位處理器，功能強大，運算速度快，

液晶顯示器能實時顯示試驗曲線和多個測試結果，可連接多種型號的針打或熱敏微型打印機打印試驗曲線和試驗結果，驅動電機類型繁多，如直流調速器，步進電機，伺服電機，變頻器，比例閥等。既可用于工廠生產車間的惡劣環境也可用于實驗室的清潔環境，操作起來快速靈活。

 所有類型的電機都能進行力閉環控制,例如實現力保持功能，力速度功能。

改控制器能接兩個力傳感器，兩個光電編碼器，可接打變形引伸計，應變引伸計，也可直接連接電腦組成雙控系統。

 提示：連接電腦和連接應變引伸計需要提前通知，出廠默認被禁止。

      出廠后，力，位移，速度都已經標定完畢，數值準確，用戶可根據實際試驗規范直接使用

2.3面鍵各部功能介紹：

液晶顯示屏：顯示力值、峰值, 位移、速度、提示，試驗曲線等。

液晶顯示屏為觸摸屏，通過點擊液晶屏上的文字或圖片就能完成試驗的所有功能，配鍵盤是為了更加簡便，減少擊屏的次數，增加設備的可靠性。

鍵盤：配合液晶使用，用于控制操作和各參數值的改變，以及控制電機的運行。

       在正常做試驗時一般只操作鍵盤就行，只有標定和設置參數時才需要點擊屏幕。 

2.4詳細介紹:

下面詳細介紹各屏的顯示及功能，穿插介紹按鍵的使用。

  這是開機后直接進入的畫面。該畫面顯示公司LOGO，需要做的是在屏幕上點擊已下，或單擊一下任意一鍵。即顯示下一畫面

若單擊<試驗>鍵，則直接顯示主頁面

在這一頁中，<試驗>鍵與點擊“試驗方法選擇”的功能相同。

點擊“試驗方法選擇”

“拉伸試驗”前有個*號，表示當前選中的試驗方法是拉伸試驗。

在屏幕上點擊任意行，就表示選中對應的試驗方法。鍵盤中的<上升><下降>鍵也可用來選擇試驗方法。

這里假定選中“拉伸試驗”，點擊屏幕上的確定或者按<試驗>鍵，進入下一頁面 

點擊“試驗”或按<試驗>鍵，就開始了拉伸試驗過程，并根據已經設置號的條件自動結束。分別點擊力框，變形框，位移框就是執行力清零，變形清零，位移清零。按<清零>鍵則同時執行力、變形、位移的清零。點擊“查詢”可查詢試驗結果，按<打印>鍵也可查詢試驗結果。點擊“調整”則顯示畫面，可以進行橫梁鉗口夾具位置的調整。 

點擊“升速”“降速”可改變速度，按鍵的<切換>,<打印>也可改變速度。

點擊“系統標定”，提示輸入

試驗機的三個參數：力、位移、速度必須標定后才能使用，否則不準確。

這三個參數中，標定順序應是先標位移，再標速度，最后標力。 

兩個概念：位移和變形。

位移就是試驗橫梁的移動距離，

變形就是試樣受力后產生的變形，變形可以用專門的引伸計測量，也可以用位移測量。以壓縮硬質泡沫塑料為例，上壓頭向下移動的過程中，在沒有接觸試樣前，位移不斷增加，變形為零，接觸試樣后，變形增加，位移也增加，總位移減去接觸試樣前的空行程就是變形。這就是用位移測變形的基本原理。

主控板支持三個脈沖輸入通道，分別是脈沖0，脈沖1，脈沖2.

脈沖0在電路板上已連通電機輸出脈沖，對于步進電機或交流伺服電機，有電機驅動脈沖，脈沖0就計數，脈沖0反應了電機轉動步數，電機轉動帶動橫梁移動，這個脈沖0就正比于位移。

脈沖1和脈沖2是完整的正交編碼器接口，有外部引腳輸入。

標定位移需要一個直尺或百分表。

開動電機，以直尺為標準，讓橫梁移動一定的距離，例如20毫米，查看實測脈沖數，假定是2000，則標準長度填寫上20，對應脈沖數填寫上2000，點擊保存，位移標定完畢。

編碼器1和編碼器2的標定方式與此類似，不再贅述。 

點擊“標定速度”

 任意輸入驅動頻率，例如10000，點擊上升或下降，三秒后查看實測速度，若實測速度小于試驗機要求的最大速度，則修改驅動頻率后再試，直到實測速度大于試驗機要求的最大速度，假定驅動頻率64000時實測速度為504，

則停機，填寫左邊的四個數，最大速度填寫上504，對應最大頻率填寫上64000，最小速度填寫上0.05(0.05為504除以10000)，對應最小頻率填寫上6（6等于64000除以10000）。速比按1:10000計算。

在圖七中點擊“標定力傳感器0” 

主控板支持以互換的方式連接兩個力傳感器，分別名名為傳感器0和傳感器1，標定方式相同，這里已標定傳感器0為例。

在圖十中，準備好標準測力計，根據傳感器0的量程先填寫各點力，假定傳感器0的量程為500N,則各力點可為50,100,200,300,400,500，必須保證各力為升冪排列，并且第六點力為傳感器的量程。在傳感器0不受力時，點擊ADC進行清零。加力，查看標準測力計，當以次達到個點力時，點擊屏幕上的“捕捉”，當六個力點捕捉完畢，點擊“保存”。

注意，加力時必須保證ADC的值在增大而不是在減小。

點擊“其他硬件配置    

位移分頻系數：由于電機的驅動頻率比較高，當用電機驅動脈沖測位移時，每毫米的脈沖數比較大，從位移精度方面來說，改數太大毫無必要，一般地，位移精度在0.01—0.001毫米就足夠了，通過修改位移分頻系數，可以使每毫米脈沖在100-1000之間。

編碼器1換向否，0-不換向，1-換向，該參數可改變編碼器計數方向。當然改變編碼器的接線也可以改變編碼器計數方向。

是否支持微型打印機，主控板的共用一個串口支持微型打印機和連接電腦。為1時可以用打印機，這時不能連電腦，設為0，則可以連電腦不在支持微型打印機。

微型打印機類型：由于不同廠家的微型打印機指令集不同，具體某個打印機是否支持，請提前咨詢。

位移測量方法：可根據具體試驗機的實現來設置。

電機類型：默認支持步進電機和交流伺服電機，變頻器，直流電機，電磁鐵，電磁閥還需要轉接板，請提前說明。

電機正反轉換向，當按<上升>鍵時橫梁實際是下降，則可修改次參數。當然調整電機接線也可。

電機反轉延時秒數，若電機正在高速正轉時馬上發反轉命令，由于慣性，電機并不能馬上反轉是堵轉并發出巨大的噪音，對電機的安全有害，所以應先停機，延時后再反轉。這里定義延時時間。

步進電機緩加速起始頻率：當使用不進電機時，必須設置次參數。步進電機的轉速最高約每分鐘650轉。但是，在每分鐘240轉以下可以直接啟動，高于240轉，例如600轉，必須逐漸加速到600轉，而不能直接以600轉的轉速啟動，否則堵轉。加速時，不必要從0開始加速，該參數就是加速的開始點。若該參數設置偏大，電機堵轉，偏小，則加速慢。

限位回退速度，當橫梁抵達上限位或下限位是，電機先停下來，然后再回退一段距離，作用是脫開限位。回退速度和回退秒數就是用來定義回退距離的。

外接鍵盤類型。方便不同的安裝方式。

，點擊“傳感器診斷”， 

受力時ADC值應改變，橫梁移動，脈沖0也應改變，否則，則有故障。

回到點擊“定義橫梁調整速度”                    

點擊“幫助”，就顯示幫助畫面，主要是各接線定義。 

選中某試驗方法，點擊“設置”，則進入試樣方法參數設置頁面

介紹如下

加力式移動方向0-向下，1-向上  

力單位，0->N,1-kN,2->kg  

小數點位數，0/1/2/3

傳感器編號，0或1  本儀器支持互換使用兩個力傳感器 ，

力傳感器換向否，0-不，1-換向。必須保證試驗時力為正值。

破形判斷起始力，當大于該力時才進行破形判斷  

破型與峰值的百分比，例如60，表示力減小到峰值的60%表示彈簧斷裂。

編號，每進行試驗一次，該數自動加一。例如若已經進行了20次試驗，想重做第15次試驗，要先把編號該為14，按試驗鍵做完試驗后再把編號改為20.

分組數，最大120。例如設為20，當試驗進行20次后會提示分組試驗完成，提示進行打印。打印后編號重新從0開始計數。 

預緊力，  若預緊力設為50N，則表示當力為50N時試樣變直，從這時開始作為計算變形的起點,默認為0.1N  

 是否返回，0表示試驗完成時橫梁不返回，1表示試驗完成時橫梁以返回速度自動返回  

返回速度，拉斷或壓碎試樣后，橫梁以該速度返回  

返回提前減速位移mm,調整此數可使返回時的位置準確。 

破型后繼續行程，有的試驗要求在試樣拉斷后繼續運行一定的距離，這時就需要本參數。若設為0則無效。

力速度和力保持，力閉環加力過程，必須定義相應的PID參數.

常見問題及解答

1.問：電機轉向是反的，點上升按鈕，橫梁實際是下降。

  答：解決辦法有兩種，一是改變軟件配置，二是改變接線，下面分別詳細說明。

改變電機驅動器，隨電機類型而不同；

   A. 交流伺服電機：進入伺服驅動器參數設置，其中必有一項名稱為“脈沖輸入邏輯取反”，改變該項的值即可，絕對不允許改變輸出到電機的三根線序（U,V,W）。不同廠家的伺服驅動器參數設置方法不同，請參看伺服驅動器說明書。

   B. 兩相步進電機：輸出到電機的兩對線(A+,A-) (B+,B-),顛倒任意一對的線序即可，兩對同時顛倒等于不顛倒。

   C. 三相步進電機： 輸出到電機的三根線（U,V,W）,顛倒其中的任意兩根。

   D. 變頻器：輸出到電機的三根線（U,V,W）,顛倒其中的任意兩根。

   E. 直流電機：勵磁線圈或電樞線圈，顛倒任意一對的線序即可，兩對同時顛倒等于不顛倒。

   F. 兩位四通比例閥：顛倒與其串行到油路的三位四通換向閥的兩個電磁線圈。

   G. 三位四通比例閥：顛倒比例閥的兩個電磁線圈。

  2. 問：力不準。

     答：一、請重新標定力，參看前述力的標定方法。

         二、力傳感器壞，更換力傳感器。

 3. 問：位移不準。

     答：請重新標定位移，參看前述位移的標定方法。

  4. 問：當加力時，力為負值。

     答：需交換力傳感器的方向，方法有兩種。

     方法一：軟件配置：每一試樣方法里，都有設置參數力換向，若為1該為0.

     方法二、在傳感器的四根接線中分為V+,V-,S+,S-,V表示電源，S表示信號，交換V+和V-;或者交換S+和S-,兩對同時交換等于不交換。

   5. 問：加力時大變形引伸計為負。

       答：需交換光電編碼器的方向，方法有兩種：

       方法一、軟件配置，改變標定參數22的值，若原來為0則該為1，若原來為1該為0.

       方法二：實際對換大變形引伸計光電編碼器A,B信號線。

  6. 問：標速度時，顯示的實測速度感覺不對。

       答：位移不正確，請先標位移再標速度。

 九、常見故障及處理方法

1. 如在測試過程中顯示不正常或中橫梁不移動，需要斷電5s然后重新上電。

2. 若試驗力及位移在試驗過程中不變化，檢查連線及插座是否良好。

3. 試驗過程中如發現異常聲音，立即停機檢查傳動系統。

4. 如在測試過程中顯示不正常或中橫梁不移動，則檢查限位是否鎖住，若限位開關鎖住，松開后重新試驗。

5. 若試驗力及位移在試驗過程中不變化，檢查連線及插座是否良好。

 6.試驗過程中如發現異常聲音，立即停機檢查傳動系統。

注：傳感器不在保修范圍內