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拉力试验机选购指导以及位移传感器原理

发布时间:2019-09-25    点击次数:

电感式位移传感器是拉力试验机一种属于金属感应的线性器件,接通电源后,在开关的感应面将产生一个交变磁场,当金属物体接近此感应面时,金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量,使振荡器输出幅度线性衰减,然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。那拉力试验机的位移传感器原理是什么?拉力试验机该如何选购呢?那么带着这几个问题,让技术人员带领我们去了解吧!

拉力试验机选购指导以及位移传感器原理

一:拉力试验机选购指导

高分子聚合物,拉伸,拉力机,行程,夹具

塑料和橡胶的拉伸性能是其力学性能中最重要、最基本的性能之一,它在很大程度上决定了该种塑料和橡胶的使用场合。拉伸性能的好坏,可以通过拉伸试验来检测。

1、高分子聚合物的拉伸性能

作为材料使用时要求高分子聚合物具有必要的力学性能。可以说,对于高分子聚合物的大部分应用而言,力学性能比其他物理性能显得更为重要。

高分子聚合物具有所有已知材料中可变性范围最宽的力学性质,这是由于高聚物由长链分子组成,分子运动具有明显的松弛特性的缘故。如高聚物材料具有相当高的伸长率,一般PE的断裂伸长率在90%~950%(其中线性低密度聚乙烯LLDPE的伸长率较高),通过特殊的制作工艺,部分材料的伸长率可在1000%之上,而普通高聚物材料的断裂伸长率也多在50%~100%之间。通常对材料的拉伸性能要求较高的有热收缩膜以及拉伸膜等。

2、拉伸试验

拉伸试验机(应力-应变试验)一般是将材料试样两端分别夹在两个间隔一定距离的夹具上,两夹具以一定的速度分离并拉伸试样,测定试样上的应力变化,直到试样破坏为止。

拉伸试验是研究材料力学强度最广泛使用的方法之一,需要使用恒速运动的拉力试验机。按载荷测定方式的不同,拉力试验机大体可以分为摆锤式拉力试验机和电子拉力试验机两类,目前使用较多的是电子拉力试验机。

3、电子拉力试验机选择指标

由于软包装材料主要是高分子聚合物或它的相关材料,如前所述高聚物材料的伸长率远远优于金属、纤维、木材、板材等材料,因此检测高分子聚合物的拉力机就与通常的材料拉伸性能检测拉力机有一定的差别,尤其需要注意的是电子拉力机的有效行程以及试样夹具两方面。

(1)、 有效行程

在进行拉伸试验时,所用试样的尺寸虽然小,但材料的伸长率普遍比较高,因此用于检测软包装材料的拉伸性能需要配备行程较大的拉力机,否则夹具运行可能会超过行程的使用极限、造成设备的损坏。

需要注意的是在伸长率的计算中,我们仅采集试样上两条标线间的伸长量。标线是通过打印或手工的方式画在制取完成的试样上的(标线的添加应对试样不产生任何影响),而标线间的距离是多少呢?不同的标准给出的这一距离大多存在一定的差异,而同一标准中也是往往针对不同的材料给出不同的试样尺寸,因此标线之间的距离也是不同的,不过这样有利于检测伸长率非常大或非常小的材料并得到精确的试验结果。对于塑料薄膜,标线之间的距离通常是在25~50mm之间。

由于试样在拉伸试验中变形伸长不仅仅是在标线之内,凡是在两夹具之间的试样都会得到不同程度的拉伸变形。标准中与标线距离相对应的夹具间的初始距离在80~115mm以内,如果两夹具间的试样都能保持同样的伸长率并假设为500%,则拉力机的有效行程需在480~690mm,如果是伸长率为1000%的试样,则拉力机的有效行程至少为880mm才能保证试验的正常进行。

笔者对目前市场上出售的电子拉力机的有效行程进行了随机调查,在所调查的国内外几个品牌的72台拉力机中,行程范围分布如图1所示。

拉力机行程范围分析图

行程在500mm以下的设备,占13.9%;行程在500~900mm的设备,占56.9%;行程在901~1100mm的设备,占20.8%;行程在1100mm以上的设备,仅占8.4%。然而在这次统计的电子拉力机中,大行程的设备并非全部用于软包装材料的检测,部分是用于人造木板、帆布、窗帘、铜材等材料的拉伸试验中。

(2)、试样夹具

GB13022-91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》中对夹具的描述为:“试验机应备有适当的夹具,该夹具不应引起试样在夹具处断裂,施加任何负荷时,试验机上的夹具应能立即对准成一条线,以使试样的长轴与通过夹具中心线的拉伸方向重合。……将试样置于试验机的两夹具中,使试样纵轴与上、下夹具中心连线相重合,并且要松紧适宜,以防止试样滑脱和断裂在夹具内。夹具内应衬橡胶之类的弹性材料。”由于高聚物材料力学性能的特殊性以及软包装材料特殊的使用方式使软包材检测的试样厚度非常薄,一般的夹具无法满足要求,使用不当会引起试样在夹具处断裂致使试验失败。

(3)、PC型智能电子拉力试验机

东莞高达仪器是专业制作软包装材料检测设备的企业,特别针对软包装材料伸长率大的特点制作了PC型智能电子拉力试验机,行程可达1000mm,可以进行拉伸、剥离、撕裂、热封等七种试验,并专业设计了各类专用于软包装材料的测试夹具,是一款为软包装材料量身定做的力学性能拉力试验机。

二:拉力试验机的位移传感器原理

拉力试验机选购指导以及位移传感器原理

原理

计量光栅是利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移的。“莫尔”原出于法文Moire,意思是水波纹。几百年前法国丝绸工人发现,当两层薄丝绸叠在一起时,将产生水波纹状花样;如果薄绸子相对运动,则花样也跟着移动,这种奇怪的花纹就是莫尔条纹。一般来说,只要是有一定周期的曲线簇重叠起来,便会产生莫尔条纹。计量光栅在实际应用上有透射光栅和反射光栅两种;按其作用原理又可分为辐射光栅和相位光栅;按其用途可分为直线光栅和圆光栅。下面以透射光栅为例加以讨论。 透射光栅尺上均匀地刻有平行的刻线即栅线,a为刻线宽,b为两刻线之间缝宽,W=a+b称为光栅栅距。目前国内常用的光栅每毫米刻成10、25、50、100、250条等线条。光栅的横向莫尔条纹测位移,需要两块光栅。一块光栅称为主光栅,它的大小与测量范围相一致;另一块是很小的一块,称为指示光栅。为了测量位移,必须在主光栅侧加光源,在指示光栅侧加光电接收元件。当主光栅和指示光栅相对移动时,由于光栅的遮光作用而使莫尔条纹移动,固定在指示光栅侧的光电元件,将光强变化转换成电信号。由于光源的大小有限及光栅的衍射作用,使得信号为脉动信号。如图 1,此信号是一直流信号和近视正弦的周期信号的叠加,周期信号是位移x的函数。每当x变化一个光栅栅距W,信号就变化一个周期,信号由b点变化到b’点。由于bb’=W,故b’点的状态与b点状态完全一样,只是在相位上增加了2π。

电感式位移传感器具有无滑动触点,工作时不受灰尘等非金属因素的影响,并且低功耗,长寿命,可使用在各种恶劣条件下。位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。

位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量,位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测,大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高(目前分辨率最高的可达到纳米级)、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点,在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。希望上述分享可以给大家带来帮助。如果您想要了解更多的知识,有不清楚的地方,欢迎致电赛思检测设备有限公司。


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