拉力試驗機測控環節的影響

拉力試驗機測控環節是整個試驗機的核心▩│✘↟，隨著技術的發展▩│✘↟，目前這一環節基本上採用了各種電子電路實現自動測控☁·╃│•。由於自動測控知識的深奧▩│✘↟，結構的複雜▩│✘↟，原理的不透明▩│✘↟，一旦在產品的設計中考慮不周▩│✘↟，就會對結果產生嚴重的影響▩│✘↟，並且難以分析其原因☁·╃│•。針對材料屈服點的求取最主要的有下列因素◕│₪↟：

感測器放大器頻帶太窄

由於目前拉力試驗機上所採用的力值檢測元件基本上為載荷感測器或壓力感測器▩│✘↟，而這兩類感測器都為模擬小訊號輸出型別▩│✘↟，在使用中必須進行訊號放大☁·╃│•。眾所周知▩│✘↟，在我們的環境中▩│✘↟，存在著各種各樣的電磁干擾訊號▩│✘↟，這種干擾訊號會透過許多不同的渠道偶合到測量訊號中一起被放大▩│✘↟，結果使得有用訊號被幹擾訊號淹沒☁·╃│•。為了從干擾訊號中提取出有用訊號▩│✘↟，針對材料試驗機的特點▩│✘↟，一般在放大器中設定有低通濾波器☁·╃│•。

合理的設定低通濾波器的截止頻率▩│✘↟，將放大器的頻帶限制在一個適當的範圍▩│✘↟，就能使試驗機的測量控制性能得到極大的提高☁·╃│•。然而在現實中▩│✘↟，人們往往將資料的穩定顯示看的非常重要▩│✘↟，而忽略了資料的真實性▩│✘↟，將濾波器的截止頻率設定的非常低☁·╃│•。這樣在充分濾掉干擾訊號的同時▩│✘↟，往往把有用訊號也一起濾掉了☁·╃│•。

在日常生活中▩│✘↟，我們常見的電子秤▩│✘↟，資料很穩定▩│✘↟，其原因之一就是它的頻帶很窄▩│✘↟，干擾訊號基本不能透過☁·╃│•。這樣設計的原因是電子秤稱量的是穩態訊號▩│✘↟，對稱量的過渡過程是不關心的▩│✘↟，而材料試驗機測量的是動態訊號▩│✘↟，它的頻譜是非常寬的▩│✘↟，若頻帶太窄▩│✘↟，較高頻率的訊號就會被衰減或濾除▩│✘↟，從而引起失真☁·╃│•。對於屈服表現為力值多次上下波動的情況▩│✘↟，這種失真是不允許的☁·╃│•。就萬能材料試驗機而言▩│✘↟，筆者認為這一頻帶最小也應大於10HZ▩│✘↟，最好達到30HZ☁·╃│•。

在實際中▩│✘↟，有時放大器的頻帶雖然達到了這一範圍▩│✘↟，但人們往往忽略了A/D轉換器的頻頻寬度▩│✘↟，以至於造成了實際的頻頻寬度小於設定頻寬☁·╃│•。以眾多的試驗機資料採集系統選用的AD7705☁₪、AD7703☁₪、AD7701等為例☁·╃│•。當A/D轉換器以最高輸出資料速率4KHZ執行時▩│✘↟，它的模擬輸入處理電路達到的頻頻寬度10HZ☁·╃│•。當以拉力試驗機最常用的100HZ的輸出資料速率工作時▩│✘↟，其模擬輸入處理電路的實際頻寬只有0.25HZ▩│✘↟，這會把很多的有用訊號給丟失▩│✘↟，如屈服點的力值波動等☁·╃│•。用這樣的電路當然不能得到正確試驗結果☁·╃│•。