材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種裝置，尤其是一種材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證方法，包括計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；在所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端加載所需的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用所加載的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)直接對(duì)采集的試樣試驗(yàn)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證，并輸出相應(yīng)的評(píng)定驗(yàn)證結(jié)果。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣，操作方便，能對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行有效評(píng)定，提高了評(píng)定結(jié)果的可靠性以及評(píng)定效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種裝置，尤其是一種材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]材料試驗(yàn)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)試驗(yàn)機(jī))，是指在各種條件、環(huán)境下測(cè)定金屬材料、非金屬材料、機(jī)械零件、工程結(jié)構(gòu)等機(jī)械性能的精密測(cè)試設(shè)備，多用于金屬及非金屬(含復(fù)合材料)的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、劈裂、抗折、剝離、撕裂等項(xiàng)目的靜力學(xué)性能測(cè)試分析研宄，在研宄探索新材料、新工藝、新技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，試驗(yàn)機(jī)是一種不可缺少的重要測(cè)試設(shè)備。其中，拉伸試驗(yàn)又是試驗(yàn)機(jī)最為常用的一種工作狀態(tài)，其作用是通過(guò)上下夾持裝置，緩慢地在試樣兩端施加負(fù)荷，使試樣的工作部分受軸向拉力，引起試樣沿軸向伸長(zhǎng)，一般進(jìn)行到拉斷為止。通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)定材料的抗拉強(qiáng)度和塑性特性等。
[0003]以試驗(yàn)機(jī)的加力系統(tǒng)和測(cè)力系統(tǒng)分類(lèi)，一般可將試驗(yàn)機(jī)分成三種類(lèi)型:
[0004]1、液壓式試驗(yàn)機(jī)，是以液壓系統(tǒng)為力源，采用機(jī)械式測(cè)力技術(shù)和模擬式(指針)或數(shù)字式指示裝置，記錄裝置通過(guò)機(jī)械方式(如拉錘滾筒式形變記錄儀)記錄試樣的受力狀況。
[0005]2、電液伺服試驗(yàn)機(jī)，是以液壓系統(tǒng)為力源，采用電子測(cè)量和伺服控制技術(shù)，并具有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)。
[0006]3、電子式試驗(yàn)機(jī)，是以機(jī)械方式加力，采用電子測(cè)量技術(shù)，并具有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)。
[0007]我國(guó)試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展歷程也是隨著電子技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步走向成熟，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)記錄和圖形顯示(如應(yīng)變一應(yīng)力曲線)和圖形打印等功能為一體的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到試驗(yàn)機(jī)上，為新材料的研宄提供了便利。試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是指試驗(yàn)時(shí)從試驗(yàn)機(jī)中采集基本數(shù)據(jù)，并根據(jù)所采集的基本數(shù)據(jù)計(jì)算和提供導(dǎo)出數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖1)的裝置，圖1中，應(yīng)力為單位面積上試樣承受的載荷；應(yīng)變是指試樣單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量。對(duì)于采集系統(tǒng)的試驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn)確，與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果是否一致，依據(jù)現(xiàn)行有效的評(píng)價(jià)(驗(yàn)證)采集系統(tǒng)方法相對(duì)落后，已不適應(yīng)試驗(yàn)機(jī)發(fā)展的需要。
[0008]在現(xiàn)行國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1103-2003《萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)評(píng)定》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22066-2008《靜力單軸試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的評(píng)定》中，對(duì)于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)采集系統(tǒng))的評(píng)定方法均采用單機(jī)比較法和多機(jī)比較法兩種方法。單機(jī)比較法是針對(duì)配置能夠記錄試驗(yàn)過(guò)程的繪圖記錄裝置和采集系統(tǒng)(或稱(chēng)“雙記錄系統(tǒng)”)的試驗(yàn)機(jī)，評(píng)價(jià)時(shí)，每種類(lèi)型的試樣至少取5個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)“雙記錄系統(tǒng)”同時(shí)獲得的每次試驗(yàn)數(shù)據(jù)(基本數(shù)據(jù)、導(dǎo)出數(shù)據(jù)與繪圖記錄的結(jié)果)，按規(guī)定的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算、比較和判定；多機(jī)比較法是針對(duì)沒(méi)有繪圖記錄裝置但有采集系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)(即被驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī))。多機(jī)比較時(shí)，需另尋兩臺(tái)或以上的具備繪圖記錄裝置的試驗(yàn)機(jī)(即參考試驗(yàn)機(jī))進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)時(shí)，每種類(lèi)型的試樣在參與比較試驗(yàn)的每臺(tái)試驗(yàn)機(jī)(被驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī)和參考試驗(yàn)機(jī))上，至少進(jìn)行5個(gè)相同試樣的試驗(yàn)，然后將被驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(基本數(shù)據(jù)、導(dǎo)出數(shù)據(jù))和參考試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(繪圖記錄的結(jié)果)，按規(guī)定的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算、比較和判定。
[0009]分析現(xiàn)行的評(píng)價(jià)(驗(yàn)證)采集系統(tǒng)的方法，其本質(zhì)就是試樣試驗(yàn)，正是因?yàn)樵嚇釉囼?yàn)(GB/T22066-2008《靜力單軸試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的評(píng)定》為2008年結(jié)合我國(guó)國(guó)情而制定的)，方法相對(duì)落后，評(píng)定結(jié)果的可靠性不高。
[0010]1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，試驗(yàn)機(jī)已普遍采用電子測(cè)量技術(shù)和采集系統(tǒng)，采集系統(tǒng)本身具備記錄試驗(yàn)過(guò)程的記錄繪圖功能，故采用電子測(cè)量技術(shù)的試驗(yàn)機(jī)一般不具備單機(jī)比較法的條件，故應(yīng)采用多機(jī)比較法。多機(jī)比較法的前提是至少要有兩臺(tái)或以上具備繪圖記錄裝置的試驗(yàn)機(jī)，對(duì)于大型試驗(yàn)儀器(試驗(yàn)機(jī)自重I噸至十幾噸)而言不易搬運(yùn)，同一現(xiàn)場(chǎng)一般不具備多機(jī)比較法的條件，這就需要攜帶多個(gè)試樣異地試驗(yàn)，驗(yàn)證周期長(zhǎng)，費(fèi)用高。
[0011]2、多機(jī)比較法采用每臺(tái)試驗(yàn)機(jī)(被驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī)和參考試驗(yàn)機(jī))每種類(lèi)型試樣至少進(jìn)行5個(gè)相同試樣的試驗(yàn)，由于試樣試驗(yàn)帶有破壞性，故一根試樣在試驗(yàn)后不可重復(fù)使用，所以對(duì)“相同試樣”的彈性模量、拉伸強(qiáng)度和外形尺寸等參數(shù)的一致性要求非常高。因試樣的不確定性(如材質(zhì)的均勻性，加工誤差等)，“相同試樣”中各試樣的彈性模量、拉伸強(qiáng)度也有較大的差異性，同時(shí)可能存在試驗(yàn)機(jī)誤差方向相反的情況，使得驗(yàn)證結(jié)果的可靠性降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)范圍廣，操作方便，能對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)tx有效評(píng)定，提尚了評(píng)定結(jié)果的可靠性以及評(píng)定效率。
[0013]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置，包括處理器以及與所述處理器連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，處理器在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)有若干試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，處理器能將所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)添加到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，以供計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在試樣試驗(yàn)時(shí)根據(jù)試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證。
[0014]所述處理器通過(guò)力值D/A轉(zhuǎn)換電路、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路分別與力值輸出接口電路以及應(yīng)變輸出接口電路連接，力值D/A轉(zhuǎn)換電路、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路均與高精度電壓基準(zhǔn)連接。
[0015]所述處理器還與打印機(jī)接口電路連接，以通過(guò)打印機(jī)接口電路與打印機(jī)連接。
[0016]所述處理器的電源端與電源連接，處理器還與石英振蕩電路以及鍵盤(pán)和顯示器連接。
[0017]所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)為可溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)的模擬基準(zhǔn)信號(hào)；
[0018]所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)包括頻率可調(diào)的等幅脈沖信號(hào)、階梯脈沖信號(hào)或?qū)嶋H材料特征曲線。
[0019]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):驗(yàn)證裝置通過(guò)力值輸出接口電路以及應(yīng)變輸出接口電路與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端連接，以便能向計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)加載所需的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)可以根據(jù)試樣試驗(yàn)的類(lèi)型以及需要提前存儲(chǔ)在驗(yàn)證裝置內(nèi)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行快速有效地進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證，試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)可以溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，能提高計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證的可靠性，適應(yīng)范圍廣，操作方便，安全可靠。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為以應(yīng)力-應(yīng)變?yōu)槔幕緮?shù)據(jù)與導(dǎo)出數(shù)據(jù)的示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022]圖3為現(xiàn)有應(yīng)變式傳感器的示意圖。
[0023]圖4為現(xiàn)有應(yīng)變式負(fù)荷傳感器的示意圖。
[0024]圖5為現(xiàn)有引伸計(jì)的示意圖。
[0025]圖6為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。
[0026]圖7為等幅脈沖信號(hào)的示意圖。
[0027]圖8為階梯脈沖信號(hào)的一種示意圖。
[0028]圖9為階梯脈沖信號(hào)的另一種示意圖。
[0029]圖10為階梯脈沖信號(hào)的第三種示意圖。
[0030]圖11為應(yīng)力-應(yīng)變曲線類(lèi)型的示意圖。
[0031]圖12為應(yīng)力-應(yīng)變曲線型號(hào)的示意圖。
[0032]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-處理器、2-石英振蕩電路、3-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4-鍵盤(pán)和顯示器、5-電源、6-打印機(jī)接口電路、7-高精度電壓基準(zhǔn)、8-應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路、9-應(yīng)變輸出接口電路、10-力值D/A轉(zhuǎn)換電路、、1-力值輸出接口電路、12-螺紋接頭、13-S型變形體、14-電阻應(yīng)變片、15-刃口、16-限位桿、17-彈性臂、18-電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、19-位移傳感器、20-上夾頭、21-下夾頭、22-負(fù)荷傳感器、23-活動(dòng)橫梁、24-上壓板、25-下壓板、26-底座、27-驗(yàn)證裝置、28-電子引伸計(jì)以及29-打印機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034]為了能對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行有效評(píng)定，提高了評(píng)定結(jié)果的可靠性以及評(píng)定效率，本實(shí)用新型材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證方法，包括計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；在所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端加載所需的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用所加載的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)直接對(duì)采集的試樣試驗(yàn)測(cè)試信號(hào)進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證，并輸出相應(yīng)的評(píng)定驗(yàn)證結(jié)果。
[0035]具體地，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行所需試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行基本數(shù)據(jù)采集，并根據(jù)所采集的基本數(shù)據(jù)技術(shù)和提供導(dǎo)出數(shù)據(jù)的裝置。本實(shí)用新型實(shí)施例中，加載到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)主要是為了模擬電子測(cè)量器件的試驗(yàn)輸出，在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端加載試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)與材料試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)所要采集的基本數(shù)據(jù)相一致，具體地實(shí)施時(shí)，試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)可以溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)的模擬信號(hào)。
[0036]計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集的試樣試驗(yàn)測(cè)試信號(hào)包括基本數(shù)據(jù)，當(dāng)試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)加載到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)后，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)包含試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)與試樣試驗(yàn)測(cè)試信號(hào)兩種信號(hào)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過(guò)將試樣試驗(yàn)測(cè)試信號(hào)與試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，從而能夠?qū)Σ牧显囼?yàn)機(jī)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證，由于試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)可以溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)的模擬信號(hào)，因此，能提高計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出評(píng)定結(jié)果的可靠性，且能提高計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證效率。
[0037]試樣試驗(yàn)是個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的頻帶寬度和數(shù)據(jù)采集速度均要真實(shí)反應(yīng)動(dòng)態(tài)變化；為了能夠適應(yīng)試樣試驗(yàn)的動(dòng)態(tài)變化，在具體實(shí)施時(shí)，所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)包括頻率可調(diào)的等幅脈沖信號(hào)、階梯脈沖信號(hào)或?qū)嶋H材料特征曲線，以能驗(yàn)證計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的頻帶寬度、采集速率、分辨力和導(dǎo)出數(shù)據(jù)等。
[0038]所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)由與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接的驗(yàn)證裝置27輸出，所述驗(yàn)證裝置27包括處理器1，所述處理器I通過(guò)力值D/A轉(zhuǎn)換電路10與力值輸出接口電路11連接，且處理器I通過(guò)應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路8與應(yīng)變輸出接口電路9連接。
[0039]如圖2所示，處理器I以及與所述處理器I連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3，處理器I在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3內(nèi)存儲(chǔ)有若干試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，處理器I能將所述試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)添加到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，以供計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在試樣試驗(yàn)時(shí)根據(jù)試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證。
[0040]所述處理器I通過(guò)力值D/A轉(zhuǎn)換電路10、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路8分別與力值輸出接口電路11以及應(yīng)變輸出接口電路9連接，力值D/A轉(zhuǎn)換電路10、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路8均與高精度電壓基準(zhǔn)7連接。所述處理器I還與打印機(jī)接口電路6連接，以通過(guò)打印機(jī)接口電路6與打印機(jī)29連接。所述處理器I的電源端與電源5連接，處理器I還與石英振蕩電路2以及鍵盤(pán)和顯示器4連接。
[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例中，處理器I可以采用常用的微處理芯片，如單片機(jī)等，石英振蕩電路2為整個(gè)驗(yàn)證裝置2提供晶振時(shí)鐘信號(hào)，電源5提供工作所需的電壓，鍵盤(pán)和顯示器4中鍵盤(pán)用于信號(hào)的輸入，顯示器用于將結(jié)果顯示輸出，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3用于存儲(chǔ)必要的信息以及試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器3的具體類(lèi)型為本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0042]處理器I通過(guò)力值輸出接口電路11以及應(yīng)變輸出接口電路9能與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端連接，其中，力值輸出接口電路11用于將所需力值相關(guān)的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)加載到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，通過(guò)應(yīng)變輸出接口電路9用于將所需應(yīng)變信號(hào)相關(guān)的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)加載到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端。力值D/A轉(zhuǎn)換電路10、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路8主要用于將處理器I輸出的數(shù)值信號(hào)轉(zhuǎn)換為相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)，高精度電壓基準(zhǔn)7主要提供轉(zhuǎn)換電路的電壓基準(zhǔn)，高精度電壓基準(zhǔn)7的具體實(shí)施結(jié)構(gòu)為本【技術(shù)領(lǐng)域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0043]進(jìn)一步地，力值輸出接口電路11輸出的力值電信號(hào)除了可以模擬應(yīng)變式負(fù)荷傳感器的信號(hào)外，也可以模擬其他類(lèi)型(如壓力傳感器)的輸出信號(hào)；同樣，應(yīng)變輸出接口電路9輸出的應(yīng)變電信號(hào)不僅可以模擬電子引伸計(jì)28的輸出，也可以模擬試驗(yàn)機(jī)橫梁移動(dòng)位置編碼器等其他位移傳感器的輸出等信號(hào)。
[0044]處理器I通過(guò)打印機(jī)接口電路6與打印機(jī)連接，處理器I加載到計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)(圖形、模擬量、導(dǎo)出數(shù)據(jù)、頻率、幅值等)均可以打印，便于查閱和進(jìn)行人工計(jì)算。
[0045]目前，配置計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)可以分為“改造型”和“直接型”兩種類(lèi)型?！案脑煨汀笔窃诓痪邆洳杉到y(tǒng)的試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行改造增加了采集系統(tǒng)功能，該類(lèi)試驗(yàn)機(jī)的測(cè)力系統(tǒng)主要采用機(jī)械式測(cè)力技術(shù)(如擺錘式負(fù)荷測(cè)力系統(tǒng))和模擬式(指針)指示裝置，為獲得力值的電子量信號(hào)一般用位移傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器或油壓傳感器作為感知器件，該類(lèi)試驗(yàn)機(jī)將逐步被后者替代；“直接型”即直接采用電子測(cè)量技術(shù)的試驗(yàn)機(jī)，該試驗(yàn)機(jī)主要以應(yīng)變式負(fù)荷傳感器(包括S型負(fù)荷傳感器和輪輻式負(fù)荷傳感器)作為測(cè)量力值的感知器件，由于試驗(yàn)負(fù)荷通過(guò)試樣直接作用于傳感器，所以該類(lèi)試驗(yàn)機(jī)的準(zhǔn)確度較高。
[0046]應(yīng)變式負(fù)荷傳感器基于這樣一個(gè)原理，如圖3和圖4所示，圖4中，包括S型變形體13，S型變形體13上設(shè)置用于安裝連接的螺紋接頭12，在S型變形體13上設(shè)置電阻應(yīng)變片14。具體工作時(shí)，彈性體(彈性元件)在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片(轉(zhuǎn)換元件)也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片引變形后，它的阻值將發(fā)生變化(增大或減小)，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(電壓或電流)，從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。
[0047]如圖5所示，為電子引伸計(jì)28的結(jié)構(gòu)示意圖；電阻應(yīng)變片式引伸計(jì)主要由刃口15、彈性臂17、限位桿16及電信號(hào)轉(zhuǎn)換電路18組成。在彈性體上貼有一組電阻應(yīng)變片并組成全橋(參見(jiàn)圖3)。當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，引伸計(jì)刃口 15隨試樣的變形而產(chǎn)生相對(duì)位移，引起彈性臂17也產(chǎn)生變形，組成全橋的應(yīng)變片即輸出變形信號(hào)，精確測(cè)定試樣標(biāo)距內(nèi)變形量，并將信號(hào)輸入給采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪制試驗(yàn)曲線。
[0048]如圖6所示，為本實(shí)用新型的一種使用狀態(tài)圖，具體包括底座26，在底座26上設(shè)置下壓板25以及位于所述下壓板25正上方的上壓頭24，上壓頭24固定在活動(dòng)橫梁23上，活動(dòng)橫梁23上設(shè)置負(fù)荷傳感器22以及下夾頭22，下夾頭21的正上方設(shè)置上夾頭20，底座26的上部?jī)?nèi)還設(shè)置位移傳感器19，位移傳感器19、負(fù)荷傳感器22以及電子引伸計(jì)28通過(guò)計(jì)算機(jī)采集卡與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，以便供計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
[0049]評(píng)定驗(yàn)證時(shí)，從被驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)采集卡上拔下力值負(fù)荷傳感器22、電子引伸計(jì)28和橫梁位移傳感器19 (如果有)的插頭，將驗(yàn)證裝置27的力值輸出接口電路11、應(yīng)變輸出接口電路9分別與計(jì)算機(jī)采集卡相應(yīng)的輸入端口連接，通過(guò)鍵盤(pán)和顯示器4逐一設(shè)定三種信號(hào)輸出模式，即等幅方波脈沖信號(hào)模式、階梯方波脈沖信號(hào)模式和材料特性曲線信號(hào)模式，對(duì)采集系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)定。
[0050]在等幅脈沖信號(hào)模式下，驗(yàn)證裝置27輸出等幅脈沖信號(hào)，力值輸出接口電路11和應(yīng)變輸出接口電路9分別輸出力值和時(shí)間關(guān)系圖，見(jiàn)圖7所示波形。波形占空比為1:1，可以通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定脈沖頻率和幅值，脈沖頻率也可以設(shè)定為掃頻方式，最大設(shè)定頻率為150Hz，最大模擬幅值為30mV (—般應(yīng)變式傳感器的輸出靈敏度為2mV/V，激勵(lì)電壓為12V)。通過(guò)改變頻率，以確定采集系統(tǒng)的頻帶寬度。
[0051]在階梯脈沖信號(hào)模式下，驗(yàn)證裝置27輸出階梯脈沖信號(hào)，力值輸出接口電路11和應(yīng)變輸出接口電路9分別輸出力值和時(shí)間關(guān)系圖，見(jiàn)圖8、圖9和圖10所示波形，通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定脈沖的持續(xù)時(shí)間和幅值。圖8和圖9可以檢測(cè)采集系統(tǒng)的分辨力，階梯幅值可以設(shè)定為試驗(yàn)機(jī)最小測(cè)量值得0.25%或更小。圖形10模擬峰值(如試樣瞬間斷裂)的單脈沖，可以測(cè)定采集系統(tǒng)峰值過(guò)程的持續(xù)時(shí)間、采集速率和時(shí)間響應(yīng)。
[0052]圖11所示為各類(lèi)材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖，圖中列舉了錳鋼、硬鋁、退火球墨鑄鐵和低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖，其中低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖最能夠反映采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能力，因此，材料特性曲線信號(hào)模式下，驗(yàn)證裝置27輸出應(yīng)力-應(yīng)變曲線信號(hào)，力值輸出接口電路11和應(yīng)變輸出接口電路9分別輸出應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系圖，見(jiàn)圖12所示波形，通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定與被驗(yàn)證試驗(yàn)機(jī)的加載速率和橫梁移動(dòng)速率對(duì)應(yīng)的力值和引伸參數(shù)，就可以改變曲線坐標(biāo)應(yīng)力或應(yīng)變的幅值(如改變彈性變形階段的斜率)，同時(shí)輸出的應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以經(jīng)聯(lián)機(jī)的打印機(jī)29打印出來(lái)，便于查閱和進(jìn)行人工計(jì)算，將模擬信號(hào)的計(jì)算結(jié)果與采集系統(tǒng)獲得的結(jié)果比較，達(dá)到評(píng)定采集系統(tǒng)的目的。
[0053]本實(shí)用新型驗(yàn)證裝置27通過(guò)力值輸出接口電路11以及應(yīng)變輸出接口電路9與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端連接，以便能向計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)加載所需的試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)，試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)可以根據(jù)試樣試驗(yàn)的類(lèi)型以及需要提前存儲(chǔ)在驗(yàn)證裝置27內(nèi)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行快速有效地進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證，試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)可以溯源至國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，能提高計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)定驗(yàn)證的可靠性，適應(yīng)范圍廣，操作方便，安全可靠。
【權(quán)利要求】
1.一種材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置，其特征是:包括處理器(I)以及與所述處理器(I)連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(3 )，處理器(I)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(3 )內(nèi)存儲(chǔ)有若干試樣試驗(yàn)基準(zhǔn)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置，其特征是:所述處理器(I)通過(guò)力值D/A轉(zhuǎn)換電路(1 )、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路(8 )分別與力值輸出接口電路(11)以及應(yīng)變輸出接口電路(9 )連接，力值D/A轉(zhuǎn)換電路(10 )、應(yīng)變D/A轉(zhuǎn)換電路(8 )均與高精度電壓基準(zhǔn)(7 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置，其特征是:所述處理器(I)還與打印機(jī)接口電路(6 )連接，以通過(guò)打印機(jī)接口電路(6 )與打印機(jī)(29 )連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述材料試驗(yàn)機(jī)用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的驗(yàn)證裝置，其特征是:所述處理器(I)的電源端與電源(5 )連接，處理器(I)還與石英振蕩電路(2 )以及鍵盤(pán)和顯示器(4)連接。
【文檔編號(hào)】G01N3/62GK204255785SQ201420784191
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】費(fèi)明輝 申請(qǐng)人:無(wú)錫市計(jì)量檢定測(cè)試中心