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1、年第刁期物理测试电子测力冲击试验机研制中的几个问题刘军海苏启生陆明珠黄开祥张利民谢华!西安交通大学金属材料研究所西安∀##∃%!西安北方电气公司%摘要本文简要介绍&∋(一)#型电子测力冲击试验机在研制过程中所遇到的关键问题及解决方法。∗,,关扭词电子冲击试验机研制+,−,./01.230,45678,−,0214,792:;759.<4,79,=;41/(9>,59,.?359./,9∗+,−,./61.230,45/7=9≅,6.520<9627567=,−,0214,7959.<4,79,=1/,99,59,./.,=,5,.03,=679≅652:Α
2、7如,9ΧΒ日1Δ2..,5127=,79∗Ε6<7≅/6,Φ,5,,≅;75969<9,+9.,7Γ.≅,9/,乞7&6/2927ΓΚ76−,.569Λ,,&
3、国外同类产品本文简要介绍在研制过程中遇到的几个关键间题及其解决办法。Μ传感器研制电子测力冲击试验机首先遇到的问题是变形及冲击力传感器。对于变形传感器主要∗,,,解决的方法有在摆锤上装一可动光栅在支座上装一固定光栅当摆锤冲击试样时两光栅,,发生相对移动通过光栅的光脉冲变化获得变形值在摆锤的旋转轴上装一具有极高分辨,,率的角位移传感器当摆锤冲击试样时该传感器输出的角位移信号乘上一系数即得试样的挠。,,度变形值对于!∀#一∃%型试验机我们采用了后者作为其变形测量的方法因为前者的分辨。,−率不高所用的角位移传感器为美国∀&∋()∗公司生产的++,招型其主要性能指标如下0
4、−−.∗12&,标称阻抗./%寿命0−士−.线性度%.3写直径英寸−−分辨率无限有效转角∃3%,对于冲击力的测量多是在摆锤冲击试验机的摆锤刀口两侧或试样支座上装上压电石英品,,。体或贴上电阻应变片作为负荷传感器记录载荷信号由于石英压电晶体所用电荷放大器,,的输入端稍微受到潮气影响其对地绝缘电阻下降会给电荷放大器的输出带来误差电阻应,。,。变片虽然稳定但动态响应差因而我们专门试制了冲击力传感器其结构示意见图4在试制,−过程中着重考虑下列间题传感器材料的选择传感器形状的设计5应变片的选择还有和其相配的测量电路等。我们选用了半导体应变片,从而克服了电荷放大器难于
5、维护,及金物理测试年第∃期属应变片频率响应低之缺点。另外,半导体应变片的灵敏度系数也非常之高,这有利于提高信噪比。但半导体应变片易受温度影响,因而必须考虑温度补偿措施。冲击力传感器其主要性能∗指标的测试结果为∗>!%标定试验我们在Ι5试验机上对该传感器进行了静态标定。其方法是做一专用夹具把图所示传感器固定其上。应变信号经专门,Ν研制的放大器输出到一四位半数字电压表然:,后放在Ι>5试验机上进行压缩试验分别记;,用最录一组载荷和放大输出电压值小二乘法拟合,#Χ写Ο5。结果表明非线性度簇∗,!Μ%零点漂移试验在室温条件下从仪器,憾<加电半小时后用上述数字电压表
6、连续测试无<。,4一载荷时的放大器输出值经Π小时试验表明零传感器点漂移簇#Χ呵Ο5。器刀口!)%动态试验∗把传感器装在冲击试验机摆图4冲击力传感器结构示意图锤上其放大器输出和高速动态数据采集仪相∃+。。。,,连然后冲击某批缺口试样其典型载荷曲线见==Μ。,图经分析传感器的载荷感应速率为%)吨力么卜棋挥之。.,%%%Θ微秒>4?。%。气)高速动态数据采集仪〔,即冲击试验机输出数据的特点是同时的≅%%%冲击力和变形信号在冲击试验过程是同时产生并输出。同时考虑采集精度的要求,数据采集30∃430≅.+03∃,04Α.0Α∗,必须具备下列特点大于或等于十二位二进时间协∗
7、制分辨率678乙一69782采集速率5两图.冲击试验特性,即通道数据采集要有同时性要求两通道数据。,04.3782采集的相位差严格等于零就其十二位分辨率来讲市场已有采集速率的产品销,。而,,售更高速率则还未见到在上述速率下就其两通道数据采集的同时性国内外还没有发现完全合适的产品。有代表性的珠海泰德公司,四川实时信号研究所均有相同硬件结构的十二、0。,位4.3782多道数据采集仪生产这种采集仪虽然是并行采集但两同道数据还约有一个采。“”现,样周期的相位差这种相位差会引起数据错配象出现即把采集仪用于冲击试验数据采集,。时会出现这一时刻的载荷数据和另一时刻的变形数
