微机控制电子万能试验机

WDW-100微机控制电子万能试验机

技术方案

一、设备型号、名称

WDW-100微机控制电子万能试验机

二、设备用途

本机用于金属及非金属（含复合材料）的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、保载、松弛、往复等项的静力学性能测试分析研究，可自动求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5 、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等试验参数，并可根据GB、ISO、DIN、ASTM、JIS等国内、国际相关标准进行试验和提供数据。

三、主要技术参数

（一）测量参数

1.最大试验力：      100kN

                   （可另加配传感器来扩展测力范围）

2.准确度等级：      0.5级

3.试验力测量范围：  0.4%～100%FS（满量程）

4.试验力示值误差：  示值的±0.5%以内

5.试验力分辨率：    最大试验力的±1/300000

全程不分档，且全程分辨率不变

6.变形测量范围：    0.2%～100%FS

7.变形示值误差：    示值的±0.5%以内

8.变形分辨率：      最大变形的1/200000

最高可达1/300000

9.位移示值误差：    示值的±0.5%以内

10.位移分辨率：     0.025μm

（二）控制参数

1.力控速率调节范围：0.005～5%FS/s

2.力控速率控制精度：

速率＜0.05%FS/s时，为设定值的±2%以内，

速率≥0.05%FS/s时，为设定值的±0.5%以内；

3.变形速率调节范围：0.005～5%FS/s

4.变形速率控制精度：

速率＜0.05%FS/s时，为设定值的±2%以内，

速率≥0.05%FS/s时，为设定值的±0.5%以内；

5.位移速率调节范围：0.001～500mm/min

6.位移速率控制精度：

速率＜0.5mm/min时，为设定值的±1%以内，

速率≥0.5mm/min时，为设定值的±0.2%以内。

（三）其它参数

1.有效试验宽度：             550mm

2.有效拉伸行程：             800mm（可根据用户需求定做）

3.有效压缩行程：             800mm

4.主机外形尺寸（长×宽×高）：（1050×750×2100）mm

5.主机重量：                 约1000Kg

6.电源：                     380V，50Hz，2kW

四、性能特点

（一）机械工艺结构：

主机架主要由底座、两根固定横梁、一根移动横梁、四根立柱和两根丝杠构成门式框架结构；传动加载系统采用交流伺服电机及同步齿形带减速装置，带动高精密滚珠丝杠转动，再驱动移动横梁实现加载。本机造型美观，稳定性好，刚性大，控制精度高，工作效率高，噪音低，节能环保。

（二）控制及测量系统：

本机采用先进的DSC-10全数字闭环控制系统进行控制及测量，采用电脑进行试验过程及试验曲线的动态显示，并进行数据处理。试验结束后可通过图形处理模块对曲线放大进行数据再分析编辑，性能达到国际先进水平。

1.实现专用的位移、变形、速度闭环控制。试验过程中，可灵活更改试验速度及试验方法，以使试验方案更加灵活、更加充实；

2.多层保护：具有软件和硬件两级保护功能，可实现对试验机的过载、过流、过压、欠压、过速、限位等多种安全保护方式；

3.3路高速24位A/D转换通道，有效码值分辨率最高可达±30万分之一，实现了内外不分档，且全程分辨率不变；

4.采用USB或串口通讯，数据传输稳定可靠，抗干扰能力强；

5.采用3路脉冲信号捕获通道（3路脉冲信号分别为1路位移和2路大变形信号），并且采用目前最先进的四倍频技术，使有效脉冲数量放大四倍，大大提高了信号的分辨率，最高捕获频率为5MHz；

6.一路伺服电机数字驱动信号，PWM输出的最高频率为5MHz，最低为0.01Hz。

※控制及测量系统的技术优势：

1.DSC-10全数字闭环控制系统

DSC-10全数字闭环控制系统是我公司最新研发的新一代试验机专业控制系统，它采用了当前国际最先进的伺服电机专业控制芯片和多通道数据采集处理模块，保证了系统采样的一致性和高速有效的控制功能，确保了系统的先进性。系统设计上尽量使用硬件模块，保证了产品的稳定可靠。

2.高效专业的控制平台

DSC是专用于自动控制的IC，内部是DSP+MCU的组合。它集成了DSP运算速度快和MCU对I/O口控制能力强的优点，其整体性能明显优于单纯的DSP或32位单片机。其内部集成了硬件的电机控制所需模块，例如：PWM，QEI等。使系统的关键性能完全由硬件模块保证，保证了系统的安全平稳运行。

3.以硬件为基础的并行采样模式

本系统的另一亮点是采用了专用ASIC芯片。通过ASIC芯片可对试验机各传感器信号实现同步采集，使我们在国内首家实现真正以硬件为基础的并行采样模式，避免了以往对各传感器通道分时采样造成的载荷和变形不同步的问题。

4.位置脉冲信号硬件滤波功能

光电编码器位置捕获模块采用专用硬件模块，内置24级滤波器，对采集的脉冲信号进行整形滤波，避免了位置脉冲捕获系统因干扰脉冲的出现而造成错误计数，更有效的保证了位置精度，使位置脉冲捕获系统能稳定可靠的工作。

5.控制功能底层实现

专用ASIC芯片分担了采样、状态监控等一系列外围工作，而通讯等相关工作由内部硬件模块实现，所以DSC更能专注于控制PID计算等主体工作，不仅更加可靠，而且控制的响应速度更快，从而使我们的系统由控制板最底层运算就完成了PID调整与控制输出，真正实现了闭环控制在系统底层完成。

※DSC-10LG软件的性能特点：

用户界面支持Windows 98、Windows Me、Windows XP，实时曲线显示及处理，图形图像化，软件结构模块化，数据的存储和处理基于MS-ACCESS数据库，便于与OFFICE等办公软件连接。

1.用户权限分级管理模式

用户登陆后，系统根据其权限开放相应的操作功能模块。超级管理员具有最高权限，可进行用户权限管理，给不同操作员授权不同的操作模块。

2.拥有强大的试验管理功能，试验单位可根据需求任意设定。

可根据不同的标准编辑相应的试验方案，试验时只要选择相应的试验方案，即可根据标准要求完成试验，并输出满足标准要求的试验报告。试验过程及设备状态实时显示，如：设备运行状态、程序控制运行步骤、引伸计是否切换完成等。

3.强大的曲线分析功能

可选择负荷-变形、负荷-时间等多种曲线，实时显示其中一种或多种。同组试样的曲线可使用不同颜色迭加对比，遍历曲线，试验曲线上的任意段可进行局部放大分析，并且支持在试验曲线上显示和标注各特征点，还可以在曲线上自动或手动取点进行对比分析，标注了特征点的曲线亦可以在试验报告中打印输出。

4.试验数据自动存储，避免因意外造成的试验数据丢失。

具有试验数据模糊查询功能，可根据不同的条件快速查找所完成的试验数据和结果，实现试验结果再现，还可将不同时间或批次进行的同一试验方案的数据合并打开，进行对比分析。数据备份功能还可将之前存储的数据另行保存和查看。

5.MS-ACCESS数据库保存格式与软件的扩展能力

DSC-10LG软件的核心是基于MS-ACCESS数据库，可与Office办公软件接口，将报告存储为WORD格式或EXCEL格式；另外使原始数据得以开放，用户可通过数据库查阅原始数据，便于材料研究，充分发挥测量数据的效能。

6.另加引伸计可自动求取ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E等试验参数，参数可自由设定，并能打印所作的图形。

7.可设定屈服后去掉引伸计功能

DSC-10LG软件自动判断，在试样屈服结束后将变形切换为位移采集，并在信息栏中提醒用户“变形切换结束，可以去掉引伸计”。

8.自动返回：移动横梁可自动返回试验初始位置。

9.自动校准：负荷、伸长可按所加标准值自动标定。

10.量程模式：全量程不分档

1）模块单元：多种附件灵活互换，模块化的电气硬件便于功能扩展和维修；

2）自动切换：试验过程中显示曲线根据试验力和变形量大小自动变换量程。

五、设备配置

（一）主机：100kN门式结构                  一台

1.机架：WDW系列机架                    一套

2.滚珠丝杠：高精密、无间隙              两根

（二）控制及测量系统                        一套

1.伺服电机和伺服调速系统（日本松下）    一套

2.同步齿形带（进口）                    一套

3.负荷传感器：100kN（美国进口）         一只

4.DSC-10全数字闭环控制及测量系统        一套

1）负荷测量系统

2）位移测量系统

3）变形测量系统

5.DSC-10LG软件                          一套

6.手控盒（有磁力，可吸附于机架任意位置） 一个

7.商用品牌电脑（联想，全国联保）         一台

8.品牌打印机（惠普彩色喷墨A4）          一台

（三）附具（可根据客户需求定制）             一套

1.楔形拉伸夹具                           一套

1）平钳口：0-7mm、7-14mm               各一付

2）V型钳口：Ф4-Ф9mm、Ф9-Ф16mm      各一付

            Ф4-Ф9mm、Ф9-Ф14mm、Ф14-Ф20mm

2.压缩夹具：Ф100mm                       一套