液晶显示电子万能试验机使用说明书

一、外观

    该试验机主体结构为单臂式结构，双空间试验，其中上空间为拉伸空间，下空间为压缩空间，进行试验力校准时应将标准测力计放在工作台上。主机的左侧为计算机控制显示部分。整机结构大方，操作方便。

二、概述

本试验机采用交流电机及调速系统一体化结构驱动皮带轮减速系统，经减速后带动精密丝杠副进行加载。电气部分包括负荷测量系统和位移测量系统组成。所有的控制参数及测量结果均可以在计算机屏幕上实时显示，可计算试样的弹性模量、抗拉强度、断后延伸率等参数。并具有过载保护等功能。

三、主要技术指标

四、试验机的工作条件

1． 在室温10℃-35℃范围内，相对湿度不大于80%；

2． 在稳固的基础或工作台上，正确安装；

3． 在无震动的环境中；

4． 周围无腐蚀性介质；

5． 电源电压的波动范围不应超过额定电压的±10%；

6． 试验机电源应有可靠接地；频率的波动不应超过额定频率的2%；

五、机构介绍

该试验机由主机、计算机控制系统及附具组成，具体见外观图。

1.主机部分

主机采用单臂式结构，双空间试验。电机及减速系统位于主机下部，可完成拉伸、压缩试验，其中上空间为拉伸空间，下空间为压缩空间。电机通过皮带轮减速系统带动精密丝杠副旋转，从而驱动中横梁上下移动，对试样进行加载。试验速度的大小可由安装在主机下面的电机调速系统控制完成。

2.电气部分

电气部分由调速系统及显示测量系统组成，本机采用交流伺服电机及调速系统，通过调速系统控制伺服电机的正、反转和速度的精度。负荷测量系统由一只高精度的负荷传感器、测量放大器、A/D转换器、稳压电源等组成。位移测量系统由光电编码器、脉宽整形电路、倍频电路、计数电路组成。控制器直接插在计算机插槽内。所有的控制参数及测量结果均可以在屏幕上实时显示。

3.附具部分

该试验机配备二种附具。即拉伸夹具、压缩压盘。

六、安装与调整

1 试验机及其工具箱等装在试验机包装箱内，在开箱前应首先检查外包装是否完好。在开箱后应先取出技术文件，然后检查包装箱内各部件是否完好，并据装箱单核对是否缺件。

2 把试验机置于坚固的平台上或水泥台上，用水平仪找正，调整四个调整螺钉，使机器处于水平位置。

3 试验机供电系统为两相220V。主机必须有接地线。

STM32万能数显触摸屏试验机控制器由主控板，键盘，显示器组成，显示器为触摸屏，如主控板采集力和位移信号，根据试验规程，驱动电机运动，得出要求的结果，该主控板采用ARM系列32位处理器，功能强大，运算速度快，

液晶显示器能实时显示试验曲线和多个测试结果，可连接多种型号的针打或热敏微型打印机打印试验曲线和试验结果，驱动电机类型繁多，如直流调速器，步进电机，伺服电机，变频器，比例阀等。既可用于工厂生产车间的恶劣环境也可用于实验室的清洁环境，操作起来快速灵活。

 所有类型的电机都能进行力闭环控制,例如实现力保持功能，力速度功能。

改控制器能接两个力传感器，两个光电编码器，可接打变形引伸计，应变引伸计，也可直接连接电脑组成双控系统。

 提示：连接电脑和连接应变引伸计需要提前通知，出厂默认被禁止。

      出厂后，力，位移，速度都已经标定完毕，数值准确，用户可根据实际试验规范直接使用

2.3面键各部功能介绍：

液晶显示屏：显示力值、峰值, 位移、速度、提示，试验曲线等。

液晶显示屏为触摸屏，通过点击液晶屏上的文字或图片就能完成试验的所有功能，配键盘是为了更加简便，减少击屏的次数，增加设备的可靠性。

键盘：配合液晶使用，用于控制操作和各参数值的改变，以及控制电机的运行。

       在正常做试验时一般只操作键盘就行，只有标定和设置参数时才需要点击屏幕。 

2.4详细介绍:

下面详细介绍各屏的显示及功能，穿插介绍按键的使用。

  这是开机后直接进入的画面。该画面显示公司LOGO，需要做的是在屏幕上点击已下，或单击一下任意一键。即显示下一画面

若单击<试验>键，则直接显示主页面

在这一页中，<试验>键与点击“试验方法选择"的功能相同。

点击“试验方法选择"

“拉伸试验"前有个*号，表示当前选中的试验方法是拉伸试验。

在屏幕上点击任意行，就表示选中对应的试验方法。键盘中的<上升><下降>键也可用来选择试验方法。

这里假定选中“拉伸试验"，点击屏幕上的确定或者按<试验>键，进入下一页面 

点击“试验"或按<试验>键，就开始了拉伸试验过程，并根据已经设置号的条件自动结束。分别点击力框，变形框，位移框就是执行力清零，变形清零，位移清零。按<清零>键则同时执行力、变形、位移的清零。点击“查询"可查询试验结果，按<打印>键也可查询试验结果。点击“调整"则显示画面，可以进行横梁钳口夹具位置的调整。 

点击“升速"“降速"可改变速度，按键的<切换>,<打印>也可改变速度。

点击“系统标定"，提示输入

试验机的三个参数：力、位移、速度必须标定后才能使用，否则不准确。

这三个参数中，标定顺序应是先标位移，再标速度，最后标力。 

两个概念：位移和变形。

位移就是试验横梁的移动距离，

变形就是试样受力后产生的变形，变形可以用专门的引伸计测量，也可以用位移测量。以压缩硬质泡沫塑料为例，上压头向下移动的过程中，在没有接触试样前，位移不断增加，变形为零，接触试样后，变形增加，位移也增加，总位移减去接触试样前的空行程就是变形。这就是用位移测变形的基本原理。

主控板支持三个脉冲输入通道，分别是脉冲0，脉冲1，脉冲2.

脉冲0在电路板上已连通电机输出脉冲，对于步进电机或交流伺服电机，有电机驱动脉冲，脉冲0就计数，脉冲0反应了电机转动步数，电机转动带动横梁移动，这个脉冲0就正比于位移。

脉冲1和脉冲2是完整的正交编码器接口，有外部引脚输入。

标定位移需要一个直尺或百分表。

开动电机，以直尺为标准，让横梁移动一定的距离，例如20毫米，查看实测脉冲数，假定是2000，则标准长度填写上20，对应脉冲数填写上2000，点击保存，位移标定完毕。

编码器1和编码器2的标定方式与此类似，不再赘述。 

点击“标定速度"

 任意输入驱动频率，例如10000，点击上升或下降，三秒后查看实测速度，若实测速度小于试验机要求的最大速度，则修改驱动频率后再试，直到实测速度大于试验机要求的最大速度，假定驱动频率64000时实测速度为504，

则停机，填写左边的四个数，最大速度填写上504，对应最大频率填写上64000，最小速度填写上0.05(0.05为504除以10000)，对应最小频率填写上6（6等于64000除以10000）。速比按1:10000计算。

在图七中点击“标定力传感器0" 

主控板支持以互换的方式连接两个力传感器，分别名名为传感器0和传感器1，标定方式相同，这里已标定传感器0为例。

在图十中，准备好标准测力计，根据传感器0的量程先填写各点力，假定传感器0的量程为500N,则各力点可为50,100,200,300,400,500，必须保证各力为升幂排列，并且第六点力为传感器的量程。在传感器0不受力时，点击ADC进行清零。加力，查看标准测力计，当以次达到个点力时，点击屏幕上的“捕捉"，当六个力点捕捉完毕，点击“保存"。

注意，加力时必须保证ADC的值在增大而不是在减小。

点击“其他硬件配置    

位移分频系数：由于电机的驱动频率比较高，当用电机驱动脉冲测位移时，每毫米的脉冲数比较大，从位移精度方面来说，改数太大毫无必要，一般地，位移精度在0.01—0.001毫米就足够了，通过修改位移分频系数，可以使每毫米脉冲在100-1000之间。

编码器1换向否，0-不换向，1-换向，该参数可改变编码器计数方向。当然改变编码器的接线也可以改变编码器计数方向。

是否支持微型打印机，主控板的共用一个串口支持微型打印机和连接电脑。为1时可以用打印机，这时不能连电脑，设为0，则可以连电脑不在支持微型打印机。

微型打印机类型：由于不同厂家的微型打印机指令集不同，具体某个打印机是否支持，请提前咨询。

位移测量方法：可根据具体试验机的实现来设置。

电机类型：默认支持步进电机和交流伺服电机，变频器，直流电机，电磁铁，电磁阀还需要转接板，请提前说明。

电机正反转换向，当按<上升>键时横梁实际是下降，则可修改次参数。当然调整电机接线也可。

电机反转延时秒数，若电机正在高速正转时马上发反转命令，由于惯性，电机并不能马上反转是堵转并发出巨大的噪音，对电机的安全有害，所以应先停机，延时后再反转。这里定义延时时间。

步进电机缓加速起始频率：当使用不进电机时，必须设置次参数。步进电机的转速最高约每分钟650转。但是，在每分钟240转以下可以直接启动，高于240转，例如600转，必须逐渐加速到600转，而不能直接以600转的转速启动，否则堵转。加速时，不必要从0开始加速，该参数就是加速的开始点。若该参数设置偏大，电机堵转，偏小，则加速慢。

限位回退速度，当横梁抵达上限位或下限位是，电机先停下来，然后再回退一段距离，作用是脱开限位。回退速度和回退秒数就是用来定义回退距离的。

外接键盘类型。方便不同的安装方式。

，点击“传感器诊断"， 

受力时ADC值应改变，横梁移动，脉冲0也应改变，否则，则有故障。

回到点击“定义横梁调整速度"                    

点击“帮助"，就显示帮助画面，主要是各接线定义。 

选中某试验方法，点击“设置"，则进入试样方法参数设置页面

介绍如下

加力式移动方向0-向下，1-向上  

力单位，0->N,1-kN,2->kg  

小数点位数，0/1/2/3

传感器编号，0或1  本仪器支持互换使用两个力传感器 ，

力传感器换向否，0-不，1-换向。必须保证试验时力为正值。

破形判断起始力，当大于该力时才进行破形判断  

破型与峰值的百分比，例如60，表示力减小到峰值的60%表示弹簧断裂。

编号，每进行试验一次，该数自动加一。例如若已经进行了20次试验，想重做第15次试验，要先把编号该为14，按试验键做完试验后再把编号改为20.

分组数，最大120。例如设为20，当试验进行20次后会提示分组试验完成，提示进行打印。打印后编号重新从0开始计数。 

预紧力，  若预紧力设为50N，则表示当力为50N时试样变直，从这时开始作为计算变形的起点,默认为0.1N  

 是否返回，0表示试验完成时横梁不返回，1表示试验完成时横梁以返回速度自动返回  

返回速度，拉断或压碎试样后，横梁以该速度返回  

返回提前减速位移mm,调整此数可使返回时的位置准确。 

破型后继续行程，有的试验要求在试样拉断后继续运行一定的距离，这时就需要本参数。若设为0则无效。

力速度和力保持，力闭环加力过程，必须定义相应的PID参数.

常见问题及解答

1.问：电机转向是反的，点上升按钮，横梁实际是下降。

  答：解决办法有两种，一是改变软件配置，二是改变接线，下面分别详细说明。

改变电机驱动器，随电机类型而不同；

   A. 交流伺服电机：进入伺服驱动器参数设置，其中必有一项名称为“脉冲输入逻辑取反"，改变该项的值即可，绝对不允许改变输出到电机的三根线序（U,V,W）。不同厂家的伺服驱动器参数设置方法不同，请参看伺服驱动器说明书。

   B. 两相步进电机：输出到电机的两对线(A+,A-) (B+,B-),颠倒任意一对的线序即可，两对同时颠倒等于不颠倒。

   C. 三相步进电机： 输出到电机的三根线（U,V,W）,颠倒其中的任意两根。

   D. 变频器：输出到电机的三根线（U,V,W）,颠倒其中的任意两根。

   E. 直流电机：励磁线圈或电枢线圈，颠倒任意一对的线序即可，两对同时颠倒等于不颠倒。

   F. 两位四通比例阀：颠倒与其串行到油路的三位四通换向阀的两个电磁线圈。

   G. 三位四通比例阀：颠倒比例阀的两个电磁线圈。

  2. 问：力不准。

     答：一、请重新标定力，参看前述力的标定方法。

         二、力传感器坏，更换力传感器。

 3. 问：位移不准。

     答：请重新标定位移，参看前述位移的标定方法。

  4. 问：当加力时，力为负值。

     答：需交换力传感器的方向，方法有两种。

     方法一：软件配置：每一试样方法里，都有设置参数力换向，若为1该为0.

     方法二、在传感器的四根接线中分为V+,V-,S+,S-,V表示电源，S表示信号，交换V+和V-;或者交换S+和S-,两对同时交换等于不交换。

   5. 问：加力时大变形引伸计为负。

       答：需交换光电编码器的方向，方法有两种：

       方法一、软件配置，改变标定参数22的值，若原来为0则该为1，若原来为1该为0.

       方法二：实际对换大变形引伸计光电编码器A,B信号线。

  6. 问：标速度时，显示的实测速度感觉不对。

       答：位移不正确，请先标位移再标速度。

 九、常见故障及处理方法

1. 如在测试过程中显示不正常或中横梁不移动，需要断电5s然后重新上电。

2. 若试验力及位移在试验过程中不变化，检查连线及插座是否良好。

3. 试验过程中如发现异常声音，立即停机检查传动系统。

4. 如在测试过程中显示不正常或中横梁不移动，则检查限位是否锁住，若限位开关锁住，松开后重新试验。

5. 若试验力及位移在试验过程中不变化，检查连线及插座是否良好。

 6.试验过程中如发现异常声音，立即停机检查传动系统。

注：传感器不在保修范围内