一、概述：

SPK系列微機控制扭轉試驗機，主要用于檢測、研究金屬材料及其構件的扭轉機械性能試驗。

本試驗系統(tǒng)采用液壓伺服馬達、全數字式微機伺服調速控制技術，系統(tǒng)穩(wěn)定、，與世界同步。自動跟蹤測量材料的扭轉角、峰值保持、自動處理試驗數據、數字顯示扭矩值、扭角、加荷速率及T-φ試驗曲線，并打印T-φ試驗曲線及材料的 T、τb及切變模量G等符合國家標準的試驗報告。

采用高精度傳感器、測量放大器進行數據采集，實現(xiàn)扭矩、扭角、加荷速率等工程量的多種控制。選用廠家的外購件，充分保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，試驗軟件在WINDOWS98/XP/2000平臺下工作，全中文界面，強大的數據處理功能，試驗條件和試驗結果自動存盤，顯示、打印符合相關國家標準的隨機成組試驗數據、試驗曲線、試驗報告，是科研院所、大專院校理想的高性價比的試驗設備。

   本試驗系統(tǒng)除可滿足進行常規(guī)的扭轉試驗外，還可用于進行扭轉疲勞試驗。

二、設備功能：

 1、能進行金屬和非金屬材料的扭轉試驗，滿足“金屬室溫扭轉試驗方法”的要求。

  2、驅動系統(tǒng)為液壓伺服馬達、全數字伺服控制器

  3、基于Windows2000NT或XP操作系統(tǒng)的試驗控制軟件，除保證試驗正常進行外，能對傳感器進行非線性修正，對使用者實行分權限管理；具有多圖形顯示窗口，單位換算功能。

  4、可以使用EXCEL等軟件與試驗數據庫進行通訊。

三、主要技術指標及參數：

   1、負荷：30000Nm

  2、扭矩測量范圍：2%—99%

  3、扭矩測量精度：示值的±1%以內

  4、扭矩角測量范圍：0—±9999°

  5、扭矩角測量精度：示值的±1%以內

  6、夾頭間距離： 4500mm

  7、夾持試樣尺寸：φ10—φ300mm

8、扭轉速度：0—360°/min

四、設備配置：

1、微機控制扭轉試驗機主機                          一臺

2、高精度正反雙向扭矩傳感器                        一只

3、全數字扭轉試驗伺服控制系統(tǒng)                      一套

4、微機控制扭轉試驗控制軟件                        一套

5、試驗夾具                                        一套

6、計算機（CPU 2.4G/256M/40G/17 純平）             一臺

7、A4幅面彩噴打印機 ( hp)                          一臺

五、工作原理與組成

該系統(tǒng)主要由可施加正反兩個方向扭矩的主機，微機控制自動加載、電子測量單元組成。

（一） 試驗機主機

試驗機主機由扭矩傳動機構、試驗夾具、導軌、試驗夾具移動機構等組成。

（二）電子控制系統(tǒng)

由傳感器前置放大器、模擬濾波器、工頻濾波陷波器，功率調節(jié)單元等組成。

試驗機控制系統(tǒng)為集散式全數字閉環(huán)微機控制系統(tǒng)（以下簡稱該系統(tǒng)），由處于上位的計算機和多個能獨立完成多參量控制、數據采集和預處理任務的單片機等部分組成。上位計算機與四個通道控制單片機之間以異步并行、主從方式傳送數據，各單片機在獨立完成預設、隨機指令任務的同時，將數據以數字信號形式傳送給計算機，計算機對各通道試驗設置參數、控制參數調節(jié)等進行集中處理、統(tǒng)一管理，并將試驗系統(tǒng)隨機控制參量發(fā)送給各單片機，通過系統(tǒng)預設、指定的控制參量，進行比較、協(xié)調，實現(xiàn)控制加載。

    該系統(tǒng)每個電氣控制通道包括以下各部分：

    1． 扭矩傳感器前置放大器

    2． 扭矩角傳感器前置放大器

    3． 傳感器供橋電路

    4． 自動調零電路，自動分檔電路。

    5． 高速高精16位A/D轉換數據采集系統(tǒng)

    6． 誤差比較電路

    7．PID調節(jié)器

    8．控制通道切換電路

    9．伺服功率放大器

    10．邏輯控制單元

    上述各部分組成一個通道的完整的控制系統(tǒng)。每個通道采用相同的工作方式，通過上位機對各通道板發(fā)送控制指令，各通道完成獨立的伺服控制。 

    系統(tǒng)PID參數全部由D/A調節(jié)，無電位器設計。

（三）、軟件系統(tǒng)

   1、控制軟件

Windows98/2000/XP環(huán)境下的試驗控制和數據處理軟件，界面友好，操作簡單，輕松完成試驗參數設置、試驗控制、數據處理。

1、程序界面，如圖6

圖6   試驗界面

本試驗系統(tǒng)除可滿足進行常規(guī)的扭轉試驗外，還可用于進行扭轉疲勞試驗。在“試驗選擇”項目中，可選擇“常規(guī)扭轉試驗”或“扭轉疲勞試驗”。

圖8  參數設置

保護參數中可進行扭矩的上下限及相對轉角的設定。

圖9  試驗機準確度的標定

（四）、數據處理

1、獨立的ACCESS試驗數據庫

 試驗數據以多種文件格式保存，可導入在WORD、EXCEL、ACCESS、MATLAB等多種軟件下，進行統(tǒng)計、編輯、分類、擬合試驗曲線等操作。

2、智能化的自動存儲功能

在試驗者沒有命名設置保存的情況下，系統(tǒng)將試驗項目以試驗執(zhí)行日期和時刻，自動命名保存。安全、方便，不會丟失數據。

3、超級系統(tǒng)管理功能

試驗項目以試驗類型分類、編號排序，存儲在試驗系統(tǒng)預設置的“年、月、日”只要查看試驗時間，便可以立即找到所需資料。

4、試驗數據、曲線再現(xiàn)、逐點遍歷功能強大

對試驗數據能曲線再現(xiàn)、逐點遍歷、整體或局部進行無級放大顯示。

5、試驗數據取舍自由

用戶可以對試驗數據中無效或要報廢的紀錄從數據庫中刪除、清理。

6、可以選擇試驗數據是否修約，修約前后的數據分別存儲，方便校驗。結果計算中對屈服材料可自動判斷。