一、概述：

SPK系列微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機，主要用于檢測、研究金屬材料及其構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)機械性能試驗。

本試驗系統(tǒng)采用液壓伺服馬達、全數(shù)字式微機伺服調(diào)速控制技術(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定、，與世界同步。自動跟蹤測量材料的扭轉(zhuǎn)角、峰值保持、自動處理試驗數(shù)據(jù)、數(shù)字顯示扭矩值、扭角、加荷速率及T-φ試驗曲線，并打印T-φ試驗曲線及材料的 T、τb及切變模量G等符合國家標(biāo)準(zhǔn)的試驗報告。

采用高精度傳感器、測量放大器進行數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)扭矩、扭角、加荷速率等工程量的多種控制。選用廠家的外購件，充分保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，試驗軟件在WINDOWS98/XP/2000平臺下工作，全中文界面，強大的數(shù)據(jù)處理功能，試驗條件和試驗結(jié)果自動存盤，顯示、打印符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的隨機成組試驗數(shù)據(jù)、試驗曲線、試驗報告，是科研院所、大專院校理想的高性價比的試驗設(shè)備。

   本試驗系統(tǒng)除可滿足進行常規(guī)的扭轉(zhuǎn)試驗外，還可用于進行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗。

二、設(shè)備功能：

 1、能進行金屬和非金屬材料的扭轉(zhuǎn)試驗，滿足“金屬室溫扭轉(zhuǎn)試驗方法”的要求。

  2、驅(qū)動系統(tǒng)為液壓伺服馬達、全數(shù)字伺服控制器

  3、基于Windows2000NT或XP操作系統(tǒng)的試驗控制軟件，除保證試驗正常進行外，能對傳感器進行非線性修正，對使用者實行分權(quán)限管理；具有多圖形顯示窗口，單位換算功能。

  4、可以使用EXCEL等軟件與試驗數(shù)據(jù)庫進行通訊。

三、主要技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)：

   1、負(fù)荷：30000Nm

  2、扭矩測量范圍：2%—99%

  3、扭矩測量精度：示值的±1%以內(nèi)

  4、扭矩角測量范圍：0—±9999°

  5、扭矩角測量精度：示值的±1%以內(nèi)

  6、夾頭間距離： 4500mm

  7、夾持試樣尺寸：φ10—φ300mm

8、扭轉(zhuǎn)速度：0—360°/min

四、設(shè)備配置：

1、微機控制扭轉(zhuǎn)試驗機主機                          一臺

2、高精度正反雙向扭矩傳感器                        一只

3、全數(shù)字扭轉(zhuǎn)試驗伺服控制系統(tǒng)                      一套

4、微機控制扭轉(zhuǎn)試驗控制軟件                        一套

5、試驗夾具                                        一套

6、計算機（CPU 2.4G/256M/40G/17 純平）             一臺

7、A4幅面彩噴打印機 ( hp)                          一臺

五、工作原理與組成

該系統(tǒng)主要由可施加正反兩個方向扭矩的主機，微機控制自動加載、電子測量單元組成。

（一） 試驗機主機

試驗機主機由扭矩傳動機構(gòu)、試驗夾具、導(dǎo)軌、試驗夾具移動機構(gòu)等組成。

（二）電子控制系統(tǒng)

由傳感器前置放大器、模擬濾波器、工頻濾波陷波器，功率調(diào)節(jié)單元等組成。

試驗機控制系統(tǒng)為集散式全數(shù)字閉環(huán)微機控制系統(tǒng)（以下簡稱該系統(tǒng)），由處于上位的計算機和多個能獨立完成多參量控制、數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理任務(wù)的單片機等部分組成。上位計算機與四個通道控制單片機之間以異步并行、主從方式傳送數(shù)據(jù)，各單片機在獨立完成預(yù)設(shè)、隨機指令任務(wù)的同時，將數(shù)據(jù)以數(shù)字信號形式傳送給計算機，計算機對各通道試驗設(shè)置參數(shù)、控制參數(shù)調(diào)節(jié)等進行集中處理、統(tǒng)一管理，并將試驗系統(tǒng)隨機控制參量發(fā)送給各單片機，通過系統(tǒng)預(yù)設(shè)、的控制參量，進行比較、協(xié)調(diào)，實現(xiàn)控制加載。

    該系統(tǒng)每個電氣控制通道包括以下各部分：

    1． 扭矩傳感器前置放大器

    2． 扭矩角傳感器前置放大器

    3． 傳感器供橋電路

    4． 自動調(diào)零電路，自動分檔電路。

    5． 高速高精16位A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

    6． 誤差比較電路

    7．PID調(diào)節(jié)器

    8．控制通道切換電路

    9．伺服功率放大器

    10．邏輯控制單元

    上述各部分組成一個通道的完整的控制系統(tǒng)。每個通道采用相同的工作方式，通過上位機對各通道板發(fā)送控制指令，各通道完成獨立的伺服控制。 

    系統(tǒng)PID參數(shù)全部由D/A調(diào)節(jié)，無電位器設(shè)計。

（三）、軟件系統(tǒng)

   1、控制軟件

Windows98/2000/XP環(huán)境下的試驗控制和數(shù)據(jù)處理軟件，界面友好，操作簡單，輕松完成試驗參數(shù)設(shè)置、試驗控制、數(shù)據(jù)處理。

1、程序界面，如圖6

圖6   試驗界面

本試驗系統(tǒng)除可滿足進行常規(guī)的扭轉(zhuǎn)試驗外，還可用于進行扭轉(zhuǎn)疲勞試驗。在“試驗選擇”項目中，可選擇“常規(guī)扭轉(zhuǎn)試驗”或“扭轉(zhuǎn)疲勞試驗”。

圖8  參數(shù)設(shè)置

保護參數(shù)中可進行扭矩的上下限及相對轉(zhuǎn)角的設(shè)定。

圖9  試驗機準(zhǔn)確度的標(biāo)定

（四）、數(shù)據(jù)處理

1、獨立的ACCESS試驗數(shù)據(jù)庫

 試驗數(shù)據(jù)以多種文件格式保存，可導(dǎo)入在WORD、EXCEL、ACCESS、MATLAB等多種軟件下，進行統(tǒng)計、編輯、分類、擬合試驗曲線等操作。

2、智能化的自動存儲功能

在試驗者沒有命名設(shè)置保存的情況下，系統(tǒng)將試驗項目以試驗執(zhí)行日期和時刻，自動命名保存。安全、方便，不會丟失數(shù)據(jù)。

3、超級系統(tǒng)管理功能

試驗項目以試驗類型分類、編號排序，存儲在試驗系統(tǒng)預(yù)設(shè)置的“年、月、日”只要查看試驗時間，便可以立即找到所需資料。

4、試驗數(shù)據(jù)、曲線再現(xiàn)、逐點遍歷功能強大

對試驗數(shù)據(jù)能曲線再現(xiàn)、逐點遍歷、整體或局部進行無級放大顯示。

5、試驗數(shù)據(jù)取舍自由

用戶可以對試驗數(shù)據(jù)中無效或要報廢的紀(jì)錄從數(shù)據(jù)庫中刪除、清理。

6、可以選擇試驗數(shù)據(jù)是否修約，修約前后的數(shù)據(jù)分別存儲，方便校驗。結(jié)果計算中對屈服材料可自動判斷。