隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)大發(fā)展以及自動(dòng)化技術(shù)的普及，客戶(hù)對材料試驗機械的要求越來(lái)越高，特別是在試驗的精度、實(shí)時(shí)顯示、以及數據處理等方面都有了更高的要求。這就意味著(zhù)我們制造要及時(shí)對那些跟不上自動(dòng)化腳步的試驗機進(jìn)行升級改造，使其能在這個(gè)高科技時(shí)代展現zui強大的功能。
　　
　　原有電液伺服拉力機的弊端：
　　
　?。?）應用單片機系統改造材料試驗機，其主要優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、體積小、成本低，便于實(shí)現嵌入系統。但電路系統復雜，系統的穩定性不高，數據的處理速度慢，無(wú)法實(shí)現實(shí)時(shí)控制。目前試驗機領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題是加載時(shí)必須保持恒定的應力速率或恒定的應變速率，采用這種方法顯然是達不到這種效果。
　　
　?。?）采用由速度控制器控制電機，從而控制壓力施加負荷，并具有速度電流反饋，是一種傳統的控制方式。比如采用位置式控制器計算步進(jìn)電機驅動(dòng)步數，以獲得良好的應力速率、應變速率、位移速率控制以及定荷、定應變、定位移控制試驗結果。但液壓材料試驗機是一種典型的非線(xiàn)性時(shí)變系統，難以建立的數學(xué)模型，運用常規控制器很難達到理想的控制效果。在實(shí)際現場(chǎng)中，由于受到參數整定方法繁雜的困擾，應用常規控制器往往整定不良，性能欠佳，對運行工況的適應性差。
　　
　?。?）采用微機和傳感器技術(shù)對舊式的材料試驗機及監測等設備進(jìn)行技術(shù)改造，在應力應變速率控制問(wèn)題上采用電液比例閥或電液伺服閥實(shí)現高精度控制，測量控制系統采用計算機卡式設計，采用光電隔離集成電路。具有抗干擾能力強，質(zhì)量可靠，穩定性高等優(yōu)點(diǎn)，而且點(diǎn)擊鼠標即可完成，使用方便。還可以繪制多種試驗曲線(xiàn)，具有曲線(xiàn)數據存儲及曲線(xiàn)放大功能，適合試驗機向著(zhù)高自動(dòng)化水平，操作簡(jiǎn)便，可靠性高，穩定性好方向發(fā)展的要求。選擇何種改造方案，要結合具體的實(shí)際情況，選擇*的改造方案，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。綜合考慮，我們選用第三種方案，即在液壓試驗機上安裝負荷、變形和位移傳感器，增加電液閥控制加載速度，使設備由原來(lái)傳統的機械式負荷測量系統升級為較先進(jìn)的電子測力、測變形系統
　　
　　機械部分和硬件組成
　　
　　該系統的改造除保留了原有的手動(dòng)加載部分，另增加了一條支路，用電液比例閥來(lái)控制試驗機的加載速率。這樣既可以手動(dòng)操作又可以選擇自動(dòng)化控制。在進(jìn)油管處增加高精度壓力傳感器，用來(lái)檢測系統的壓力并且用了位移測量系統及計算機采集處理等技術(shù)，實(shí)現數據的自動(dòng)采集、分析和處理。在數據采集上，采集速度快、測量精度高；在數據分析上，考慮得更加周全；在數據處理上，具有智能交互、圖文并茂的特點(diǎn)，能以數值顯示、圖表、曲線(xiàn)等多種方式表現實(shí)驗數據，并可根據教學(xué)要求對實(shí)驗數據進(jìn)行各種分析與處理。讓試驗機在信號檢測、數據處理方面更接近現代試驗機發(fā)展水平，適應目前國內外的試驗機發(fā)展面向智能化、準確化，操作簡(jiǎn)便，穩定可靠發(fā)展的趨勢。
　　
　　因此，升級改造后的電液伺服拉力機由以下幾大部分構成。
　　
　?。?）主機部分。主要由油缸、工作活塞、底座、工作臺、立柱、上下移動(dòng)橫梁、試樣夾持以及活動(dòng)橫梁等組成，主要功能是由試樣夾持機構夾緊和固定試樣，對試樣進(jìn)行
　　
　　加載。
　　
　?。?）液壓控制部分。主要由油箱、高壓油泵、送油閥、回油閥、電液比例閥、截止閥、測力油缸活塞、主機的工作油缸、工作活塞等組成，主要功能是控制試件的夾緊及試件的加載。
　　
　?。?）檢測部分。主要由負荷傳感器（壓力傳感器）、電子引伸計、光電編碼器（位移傳感器）等組成，主要功能是檢測試驗對象所受的試驗力、變形及橫梁運動(dòng)的位移。
　　
　?。?）數據采集處理和控制部分。主要由數據采集、處理、控制電路、計算機軟硬件系統、打印機、手動(dòng)控制器件等組成，主要功能是完成整個(gè)系統的控制、各種參數的設置、顯示、試驗過(guò)程及試驗結果的記錄、試驗數據的處理、存儲、試驗結果的輸出等功能。
　　
　?。?）電氣部分。其基本組成有各類(lèi)繼電器、交流接觸器、開(kāi)關(guān)按鈕等，主要功能是油泵電機的開(kāi)關(guān)，控制橫梁升降機構的動(dòng)作以及各種限位、過(guò)載保護等。
　　
　?。?）附件。主要由拉伸、壓縮試驗夾具、彎曲試驗附件及其他特殊試驗附件（各種嵌口、夾頭）等組成。其基本功能是通過(guò)更換夾具，完成各種特定的試驗。
　　
　　電液伺服拉力機控制軟件的結構設計軟件性能的好壞直接影響到操作的簡(jiǎn)便性和數據的可靠性等，甚至影響到能否成功改造。該測試軟件主要由數據采集、圖形輸出、數據輸出、報告打印、比例控制（伺服控制）等五個(gè)模塊組成。
　　
　?、贁祿杉K的主要功能是設置初始化參數，如采集時(shí)間間隔、采集總時(shí)間等，還包括傳感器調零、標定等；
　　
　?、趫D形輸出模塊是指在采集過(guò)程中，根據采集數據所繪出的圖形輸出到屏幕上，或者事后把處理的數據圖形從打印機輸出；
　　
　?、蹟祿敵瞿K主要是把材料性能的關(guān)鍵點(diǎn)數據和所采集的數據中的某一時(shí)間段內的數據從打印機上打印出來(lái)，或者手工修改、增減某些數據并存盤(pán)；
　　
　?、軋蟾娲蛴∧K是指實(shí)驗做好以后，把材料的關(guān)鍵性能數據、原始圖形以固定格式的實(shí)驗報告形式打印輸出；
　　
　?、荼壤欧刂颇K主要是對比例壓力流量復合閥進(jìn)行控制，包括對D/A卡的初始化、設置等。
　　
　　電液伺服拉力機改造后的功能及結論
　　
　?。?）采用先進(jìn)的數字比例壓力流量復合閥作為控制元件，實(shí)現了加載力值和加載速度的微機自動(dòng)控制。具有加載力值可控、低速大負荷測試效果好、測試性能穩定可靠
　　
　　的特點(diǎn)。
　　
　?。?）計算機屏幕顯示數據，包括變形、加載速率、變形速率，材料特性點(diǎn)（上下屈服點(diǎn)、zui大點(diǎn)、斷裂點(diǎn)）、彈性模量、斷面收縮率等，實(shí)驗結果可以整理成報表，方便直觀(guān)，實(shí)時(shí)性好。
　　
　?。?）支持打印機及繪圖儀對實(shí)驗結果的打印和實(shí)驗曲線(xiàn)的繪制，屏幕所見(jiàn)即報表所得；可進(jìn)行成批實(shí)驗報告及檢驗報告的打印和存儲，*性的保留實(shí)驗報告。[7]
　　
　?。?）改造中保留原有的手動(dòng)加載部分，這樣既可手動(dòng)操作又可以自動(dòng)控制，方便靈活，有利于教學(xué)。試驗機改造的成功與否，關(guān)鍵是看zui終的測試數據精度是否達到要求，試驗曲線(xiàn)繪制是否準確。改造后經(jīng)過(guò)具體的數據和曲線(xiàn)圖驗證，說(shuō)明了改造是成功的，無(wú)論是從試精度還是測試手段來(lái)看，都比以往更加準確可靠.