液压万能材料试验机的自动化改造

　　材料试验机作为一种单独的产品，诞生于二百多年前的西欧。液压万能材料试验机是测定材料机械性能的常用设备之一，也有近百年的历史了，可对各种金属、非金属材料进行拉伸、压缩、弯曲等试验，测定材料的强度、塑性等指标。

　　随着科学技术的进步和自动化水平的不断提高，对材料机械性能实验的要求越来越高，特别是在实验的精度，实时显示，以及数据处理等方面都有了更高的要求，智能化要求己成为主注趋势，出现了“机—电—液”三者相结合的新型实验设备。但受到新型材料拉伸试验机的价格因素的影响，部分企事业单位和大专院校还不能及时更新为较为先进的材料拉伸试验机，特别是一些小型企业，仍然在使用老式的液压万能材料试验机。此类试验机虽然有些落后，体积也比较庞大，但其操作方便，油压系统耐用，使用寿命较长。这就使许多试验机使用者希望在原设备基础上进行升级改造，可以大大节约投资成本，在测试精度方面也能得到满足，同时也让参与改造者提高自身的技术水平。

　　1目前试验机存在的主要问题

　　(1)测量精度低。该系统通过油泵输出油液进入工作油缸对试样施加载荷，同时进入测力油缸，带动联动摆锤，用推杆推动测力读盘指针，由读数盘指针读取数据。由于中间均为机械传递，因此有相当的误差;另外读数盘最小精度为格，且由人工读取数据，导致测量精度低。

　　(2)无法定量控制加载速率。试样加载速率控制是操作者按经验调节节流阀的开度，从而控制进入工作油缸的进油量来实现，这种控制方式与操作者的经验有关，无法实现定量控制。

　　(3)缺乏实时性，曲线绘制单一。目前试验机只能粗略绘制“载荷———变形”曲线，不能定量实时测出各时刻应力和应变数值，也无法直接得到“应力———应变曲线”。

　　(4)自动化程度差，效率低。试验数据处理手段大部分仍需要靠人工，实验报告也需要手工完成，既费时又费力。[1]

　　随着科技的进步，人们需要现代化的测试手段，对设备的功能要求越来越高，希望能减轻劳动力，显然液压万能材料试验机与现代机电液一体化设备的发展趋势已不相适应，它的测试手段已远远跟不上现代测试技术要求，测试结果的精确度也得不到保证，必须自动化升级改造。

　　2改造方案比较及选用

　　试验机的改造方案很多，每种方案有各自的优缺点，常用的改造方案如下。

　　(1)应用单片机系统改造液压万能材料试验机，其主要优点是结构简单、体积小、成本低，便于实现嵌入系统。但电路系统复杂，系统的稳定性不高，数据的处理速度慢，无法实现实时控制。目前试验机领域的关键问题是加载时必须保持恒定的应力速率或恒定的应变速率，采用这种方法显然是达不到这种效果。