在實際工作中，我們發(fā)現(xiàn)有很多朋友通過各種渠道引進購買了進口的電子拉力機，由于引進渠道的問題，有相當多一部分朋友得到進口的設(shè)備時，只有產(chǎn)品說明書，沒有電子拉力機線路圖。由于缺乏相關(guān)的技術(shù)資料給進口的電子拉力機的日常使用，檢修，調(diào)試，改造帶來了諸多麻煩。

首先，我們要端正觀念，有的朋友總是認為進口的設(shè)備都是高技術(shù)產(chǎn)品，一看到進口的設(shè)備心里就發(fā)怵，再加上進口的拉力機一般價格都很貴，有的朋友甚至摸都不敢摸，生怕弄壞了。其實大可不必，在這里我們就以一個改造實例為引子來說明進口電子拉力機的改造也沒有什么大不了的，只要充分發(fā)揮我們所掌握的相關(guān)知識，我們是能按照我們自己的想法和意圖來改造它的。這這個實例中我們要給一臺美國進口的電子拉力機在保留原系統(tǒng)的同時，再增加兩個負荷傳感器，一個50牛的，一個30牛的，同時再將拉力機的測量系統(tǒng)做相應改造。

原進口拉力機的結(jié)構(gòu)簡圖如下：

圖1 原進口拉力機的結(jié)構(gòu)簡圖

它主要由主體框架，移動橫梁和固定棟梁組成，其中移動橫梁是通過反齒隙游移螺母由雙螺旋絲杠驅(qū)動實現(xiàn)上下移動來實現(xiàn)檢測拉力的的試驗。

現(xiàn)在，較先進的電子拉力機測力系統(tǒng)均由應變片式負荷傳感器及集成電路側(cè)量系統(tǒng)組成。類比國內(nèi)外幾種不同型號產(chǎn)品的應變片式負荷傳感器測力系統(tǒng)，如：國產(chǎn)CSS-163型，500N小負荷電子拉力機，DL-l00B、DL-1000B電子拉力機，進口INSTRON1196和INSTRON1122型萬能拉力機，以及美國MTS拉力機等測力系統(tǒng)，并結(jié)合該拉力機的實物及其功能，分析繪出改造方案圖如圖2所示。

圖2改造方案圖

作拉力試驗或其它試驗時，由于負菏傳感器與試樣在同一軸線上，試樣所受的力與負荷傳感器受力相同。這樣，使貼在傳感器彈性體上的電阻應變片所組成的電橋失去平衡。電橋則產(chǎn)生一個小電壓信號輸出。該電壓在一定范圍內(nèi)與作用力的大小呈線性正比例。負荷傳感器輸出的小信號經(jīng)過交流放大以后，由解調(diào)器和低通濾波器輸出0~±10V的直流電壓信號，分別給數(shù)顯和X-Y記錄儀或者接計算機數(shù)據(jù)采集輸人端。實現(xiàn)各種材料的力學性能試驗。

從電子拉力機的測量原理可知，將該拉力機改造成為多傳感器，多量程的，方便切換的拉力機，首先要更換高精度負荷傳感器，如5ON，靈敏度：-2.00556MV/V，非直線度0.013%F.S，不重復度為：0.012%F.S的負荷傳感器，必須對測量系統(tǒng)做相應的改造。為此，將A2放大器改造成為如圖3所示“滿負荷刻度量程選擇器”，解決測量系統(tǒng)與負荷傳感器的匹配問題。

圖3

依據(jù)該試臉機A2放大器的實物，在查閱了大量有關(guān)資料后，分析得出：凡放大器由兩部分組成，第一級是帶有濾波器的增益可調(diào)節(jié)的同相集成運算放大器(見圖5)。據(jù)實際元件標稱值可以推算出：濾波器的揩振調(diào)整范圍是：f=338.SHZ~∞。由于測量系統(tǒng)的工作頻率為：375Hz,那么，當f=375Hz時，可計算出：可調(diào)電位器固定值應為：W=90.35kΩ。

計算過程如下：

當電位器W1=100 kΩ時：

振蕩頻率：f=1/2πW1 C1=1/2π×100 kΩ×4700×10-12=338.8Hz

當f=375Hz時：

W1=1/2πfC1=1/2π375×4700×10-12=90.35(kΩ)

如圖4及圖5所示，由W1=90.35 kΩ，可以計算出第一級放大器的閉環(huán)增益AV1。

圖4

AV1=1+R1/ R2=1+ W1/ R1+ W2=1+90.35K/20K+1K=5(倍)

第二級放大器是，當量程轉(zhuǎn)換開關(guān)在50%、20%和10%時，由同一放大器構(gòu)成的可調(diào)增益的同相放大器。其各衰減擋的電壓增益分別計算如下：

50%衰減擋：AV2=1+R2/ R3+ W3=2(倍)

20%衰減擋：AV2=1+R4/ R5+ W4=5(倍)

10%衰減擋：AV2=1+R6/ R7+ W5=10(倍)

根據(jù)上述計算結(jié)果，我們設(shè)計出了當采用50N負荷傳感器時的“滿刻度量程選擇器”電路(如圖5所示)。

圖5

由于50N負荷傳感器的靈敏度高于原1000磅力的傳感器。據(jù)公式：

AV2=1+W1/W2+ R1

在實際調(diào)校過程中，可以采取增加W2或R1和減小W1來實現(xiàn)AV1的減小。當然就實現(xiàn)了“滿刻度量程選擇器”與負荷傳感器的匹配。

根據(jù)以上思路設(shè)計制作的與50N和30N負荷傳感器相匹配的“滿刻度量程選擇器”。按照電子式拉力機JJG475-86國家檢定規(guī)程由專業(yè)計量員對未改造和已改造好的測力系統(tǒng)進行了調(diào)試和校正，其結(jié)果符合要求。并經(jīng)過半年的使用，復校合格。實踐證明：只要我們勤于思考，勇于實踐，進口拉力機的改造并不是高不可攀的。

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