一、設(shè)備型號、名稱
XBD2101微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)
二、設(shè)備用途
XBD2101微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)用于金屬及非金屬（含復(fù)合材料）膠粘劑、膠粘帶、不干膠、醫(yī)用粘劑、保護(hù)膜、離型紙、復(fù)合膜、食品塑料袋包裝、日用化妝品塑料包裝、人造革、編織袋、薄膜、紙張的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、保載、松弛、往復(fù)等項的靜力學(xué)性能測試分析研究，可求出大力、抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彈性模量、斷裂延伸率、屈服強(qiáng)度等參數(shù)。可自動求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5 、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等試驗參數(shù)，并可根據(jù)GB、ISO、DIN、ASTM、JIS等國內(nèi)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗和提供數(shù)據(jù)。
三、主要技術(shù)參數(shù)
序號 | 項目名稱 | 技術(shù)指標(biāo) |
1 | 大試驗力 | 10N（可另加配傳感器來擴(kuò)展測力范圍） |
2 | 準(zhǔn)確度等級 | 0.5級 |
3 | 試驗力測量范圍 | 0.2%～100%FS（滿量程） |
4 | 試驗力示值誤差 | 示值的0.5%以內(nèi) |
5 | 試驗力分辨率 | 大試驗力的±1/300000全程不分檔，且全程分辨率不變 |
6 | 變形測量范圍 | 0.2%～100%FS |
7 | 變形示值誤差 | 示值的±0.5%以內(nèi) |
8 | 變形分辨率 | 大變形的1/200000 |
9 | 位移示值誤差 | 示值的±0.5%以內(nèi) |
10 | 位移分辨率 | 0.03um |
11 | 力控速率調(diào)節(jié)范圍 | 0.005～5%FS/s |
12 | 力控速率控制精度 | 速率＜0.05%FS/s時，為設(shè)定值的±2%以內(nèi) 速率≥0.05%FS/s時，為設(shè)定值的±0.5%以內(nèi) |
13 | 變形速率調(diào)節(jié)范圍 | 0.005～5%FS/s |
14 | 變形速率控制精度 | 速率＜0.05%FS/s時，為設(shè)定值的±2%以內(nèi) 速率≥0.05%FS/s時，為設(shè)定值的±0.5%以內(nèi) |
15 | 位移速率調(diào)節(jié)范圍 | 0.001～500mm/min |
16 | 位移速率控制精度 | 速率＜0.5mm/min時，為設(shè)定值的±1%以內(nèi) 速率≥0.5mm/min時，為設(shè)定值的±0.2%以內(nèi) |
17 | 有效拉伸行程 | 650mm-850mm（可根據(jù)用戶需求定做） |
18 | 有效壓縮行程 | 650mm-850mm（含夾具體） |
19 | 主機(jī)外形尺寸（長×寬×高） | （450×370×1260）mm (450×370×1460)mm |
20 | 主機(jī)重量 | 約90Kg |
21 | 電源 | 220V，50Hz，0.5kW |
四、性能特點
（一）機(jī)械工藝結(jié)構(gòu)：
主機(jī)架主要由底座、三根立柱和一根絲杠構(gòu)成單臂框架結(jié)構(gòu)；傳動加載系統(tǒng)采用交流伺服電機(jī)及同步齒形帶減速裝置，帶動高精密滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，再驅(qū)動移動橫梁實現(xiàn)加載。本機(jī)造型美觀，穩(wěn)定性好，剛性大，控制精度高，工作效率高，噪音低，節(jié)能環(huán)保。
（二）控制及測量系統(tǒng)：
本機(jī)采用先進(jìn)的Test4.0全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制及測量，采用電腦進(jìn)行試驗過程及試驗曲線的動態(tài)顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。試驗結(jié)束后可通過圖形處理模塊對曲線放大進(jìn)行數(shù)據(jù)再分析編輯，性能達(dá)到先進(jìn)水平。
1.實現(xiàn)的位移、變形、速度閉環(huán)控制。
試驗過程中，可靈活更改試驗速度及試驗方法，以使試驗方案更加靈活、更加充實；
2.多層保護(hù)：具有軟件和硬件兩級保護(hù)功能，可實現(xiàn)對試驗機(jī)的過載、過流、過壓、欠壓、過速、限位等多種安全保護(hù)方式；
3.3路高速24位A/D轉(zhuǎn)換通道，有效碼值分辨率可達(dá)±30萬分之一，實現(xiàn)了內(nèi)外不分檔，且全程分辨率不變；
4.采用232或串口通訊，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)；
5.采用3路脈沖信號捕獲通道（3路脈沖信號分別為1路位移和2路大變形信號），并且采用目前的四倍頻技術(shù)，使有效脈沖數(shù)量放大四倍，大大提高了信號的分辨率，捕獲頻率為5MHz；
6.一路伺服電機(jī)數(shù)字驅(qū)動信號，PWM輸出的頻率為5MHz，低為0.01Hz。
※控制及測量系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢：
1.Test4.0全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)
Test4.0全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)是我公司研發(fā)的新一代試驗機(jī)專業(yè)控制系統(tǒng)，它采用了當(dāng)前伺服電機(jī)專業(yè)控制芯片和多通道數(shù)據(jù)采集處理模塊，保證了系統(tǒng)采樣的*性和高速有效的控制功能，確保了系統(tǒng)的先進(jìn)性。系統(tǒng)設(shè)計上盡量使用硬件模塊，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠。
2.高效專業(yè)的控制平臺
Test4.0是于自動控制的IC，內(nèi)部是DSP+MCU的組合。它集成了DSP運算速度快和MCU對I/O口控制能力強(qiáng)的優(yōu)點，其整體性能明顯優(yōu)于單純的DSP或32位單片機(jī)。其內(nèi)部集成了硬件的電機(jī)控制所需模塊，例如：PWM，QEI等。使系統(tǒng)的關(guān)鍵性能*由硬件模塊保證，保證了系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。
3.以硬件為基礎(chǔ)的并行采樣模式
本系統(tǒng)的另一亮點是采用了ASIC芯片。通過ASIC芯片可對試驗機(jī)各傳感器信號實現(xiàn)同步采集，使我們在國內(nèi)實現(xiàn)真正以硬件為基礎(chǔ)的并行采樣模式，避免了以往對各傳感器通道分時采樣造成的載荷和變形不同步的問題。
4.位置脈沖信號硬件濾波功能
光電編碼器位置捕獲模塊采用硬件模塊，內(nèi)置24級濾波器，對采集的脈沖信號進(jìn)行整形濾波，避免了位置脈沖捕獲系統(tǒng)因干擾脈沖的出現(xiàn)而造成錯誤計數(shù)，更有效的保證了位置精度，使位置脈沖捕獲系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的工作。
5.控制功能底層實現(xiàn)
ASIC芯片分擔(dān)了采樣、狀態(tài)監(jiān)控等一系列外圍工作，而通訊等相關(guān)工作由內(nèi)部硬件模塊實現(xiàn)，所以DSC更能專注于控制PID計算等主體工作，不僅更加可靠，而且控制的響應(yīng)速度更快，從而使我們的系統(tǒng)由控制板層運算就完成了PID調(diào)整與控制輸出，真正實現(xiàn)了閉環(huán)控制在系統(tǒng)底層完成。
※Test4.0軟件的性能特點：
用戶界面支持Windows 98、Windows Me、Windows XP，實時曲線顯示及處理，圖形圖像化，軟件結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)據(jù)的存儲和處理基于MS-ACCESS數(shù)據(jù)庫，便于與OFFICE等辦公軟件連接。
1.用戶權(quán)限分級管理模式
用戶登陸后，系統(tǒng)根據(jù)其權(quán)限開放相應(yīng)的操作功能模塊。超級管理員可進(jìn)行用戶權(quán)限管理，給不同操作員授權(quán)不同的操作模塊。
2.擁有強(qiáng)大的試驗管理功能，試驗單位可根據(jù)需求任意設(shè)定。
可根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)編輯相應(yīng)的試驗方案，試驗時只要選擇相應(yīng)的試驗方案，即可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求完成試驗，并輸出滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的試驗報告。試驗過程及設(shè)備狀態(tài)實時顯示，如：設(shè)備運行狀態(tài)、程序控制運行步驟、引伸計是否切換完成等。
3.強(qiáng)大的曲線分析功能
可選擇負(fù)荷-變形、負(fù)荷-時間等多種曲線，實時顯示其中一種或多種。同組試樣的曲線可使用不同顏色迭加對比，遍歷曲線，試驗曲線上的任意段可進(jìn)行局部放大分析，并且支持在試驗曲線上顯示和標(biāo)注各特征點，還可以在曲線上自動或手動取點進(jìn)行對比分析，標(biāo)注了特征點的曲線亦可以在試驗報告中打印輸出。
4.試驗數(shù)據(jù)自動存儲，避免因意外造成的試驗數(shù)據(jù)丟失。
具有試驗數(shù)據(jù)模糊查詢功能，可根據(jù)不同的條件快速查找所完成的試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，實現(xiàn)試驗結(jié)果再現(xiàn)，還可將不同時間或批次進(jìn)行的同一試驗方案的數(shù)據(jù)合并打開，進(jìn)行對比分析。數(shù)據(jù)備份功能還可將之前存儲的數(shù)據(jù)另行保存和查看。
5.MS-ACCESS數(shù)據(jù)庫保存格式與軟件的擴(kuò)展能力
Test4.0軟件的核心是基于MS-ACCESS數(shù)據(jù)庫，可與Office辦公軟件接口，將報告存儲為WORD格式或EXCEL格式；另外使原始數(shù)據(jù)得以開放，用戶可通過數(shù)據(jù)庫查閱原始數(shù)據(jù)，便于材料研究，充分發(fā)揮測量數(shù)據(jù)的效能。
6.另加引伸計可自動求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等試驗參數(shù)，參數(shù)可自由設(shè)定，并能打印所作的圖形。
7.可設(shè)定屈服后去掉引伸計功能
Test4.0軟件自動判斷，在試樣屈服結(jié)束后將變形切換為位移采集，并在信息欄中提醒用戶“變形切換結(jié)束，可以去掉引伸計”。
8.自動返回：移動橫梁可自動返回試驗初始位置。
9.自動校準(zhǔn)：負(fù)荷、伸長可按所加標(biāo)準(zhǔn)值自動標(biāo)定。
10.量程模式：全量程不分檔
1）模塊單元：多種附件靈活互換，模塊化的電氣硬件便于功能擴(kuò)展和維修；
2）自動切換：試驗過程中顯示曲線根據(jù)試驗力和變形量大小自動變換量程。
四、性能特點
（一）機(jī)械工藝結(jié)構(gòu)：
主機(jī)架主要由底座、三根立柱和一根絲杠構(gòu)成單臂框架結(jié)構(gòu)；傳動加載系統(tǒng)采用交流伺服電機(jī)及同步齒形帶減速裝置，帶動高精密滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，再驅(qū)動移動橫梁實現(xiàn)加載。本機(jī)造型美觀，穩(wěn)定性好，剛性大，控制精度高，工作效率高，噪音低，節(jié)能環(huán)保。
（二）控制及測量系統(tǒng)：
本機(jī)采用Test4.0全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行控制及測量，采用電腦進(jìn)行試驗過程及試驗曲線的動態(tài)顯示，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。試驗結(jié)束后可通過圖形處理模塊對曲線放大進(jìn)行數(shù)據(jù)再分析編輯，性能達(dá)到先進(jìn)水平。
1.實現(xiàn)的位移、變形、速度閉環(huán)控制。
試驗過程中，可靈活更改試驗速度及試驗方法，以使試驗方案更加靈活、更加充實；
1.1多層保護(hù)：具有軟件和硬件兩級保護(hù)功能，可實現(xiàn)對試驗機(jī)的過載、過流、過壓、欠壓、過速、限位等多種安全保護(hù)方式；
1.2路高速24位A/D轉(zhuǎn)換通道，有效碼值分辨率可達(dá)±30萬分之一，實現(xiàn)了內(nèi)外不分檔，且全程分辨率不變；
1.3采用USB或串口通訊，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)；
1.4采用3路脈沖信號捕獲通道（3路脈沖信號分別為1路位移和2路大變形信號），并且采用四倍頻技術(shù)，使有效脈沖數(shù)量放大四倍，大大提高了信號的分辨率，捕獲頻率為5MHz；
1.5一路伺服電機(jī)數(shù)字驅(qū)動信號，PWM輸出的頻率為5MHz。
2.※控制及測量系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢：
2.1Test4.0全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)
Test4.0全數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)是我公司研發(fā)的新一代試驗機(jī)專業(yè)控制系統(tǒng)，它采用了當(dāng)前伺服電機(jī)專業(yè)控制芯片和多通道數(shù)據(jù)采集處理模塊，保證了系統(tǒng)采樣的*性和高速有效的控制功能，確保了系統(tǒng)的先進(jìn)性。系統(tǒng)設(shè)計上盡量使用硬件模塊，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠。
2.2高效專業(yè)的控制平臺
Test4.0是于自動控制的IC，內(nèi)部是DSP+MCU的組合。它集成了DSP運算速度快和MCU對I/O口控制能力強(qiáng)的優(yōu)點，其整體性能明顯優(yōu)于單純的DSP或32位單片機(jī)。其內(nèi)部集成了硬件的電機(jī)控制所需模塊，例如：PWM，QEI等。使系統(tǒng)的關(guān)鍵性能*由硬件模塊保證，保證了系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行。
3.以硬件為基礎(chǔ)的并行采樣模式
本系統(tǒng)的另一亮點是采用了ASIC芯片。通過ASIC芯片可對試驗機(jī)各傳感器信號實現(xiàn)同步采集，使我們在國內(nèi)實現(xiàn)真正以硬件為基礎(chǔ)的并行采樣模式，避免了以往對各傳感器通道分時采樣造成的載荷和變形不同步的問題。
4.位置脈沖信號硬件濾波功能
光電編碼器位置捕獲模塊采用硬件模塊，內(nèi)置24級濾波器，對采集的脈沖信號進(jìn)行整形濾波，避免了位置脈沖捕獲系統(tǒng)因干擾脈沖的出現(xiàn)而造成錯誤計數(shù)，更有效的保證了位置精度，使位置脈沖捕獲系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的工作。
5.控制功能底層實現(xiàn)
ASIC芯片分擔(dān)了采樣、狀態(tài)監(jiān)控等一系列外圍工作，而通訊等相關(guān)工作由內(nèi)部硬件模塊實現(xiàn)，所以DSC更能專注于控制PID計算等主體工作，不僅更加可靠，而且控制的響應(yīng)速度更快，從而使我們的系統(tǒng)由控制板層運算就完成了PID調(diào)整與控制輸出，真正實現(xiàn)了閉環(huán)控制在系統(tǒng)底層完成。
