隨著科學(xué)技術(shù)大發(fā)展以及自動化技術(shù)的普及，客戶對材料試驗機(jī)械的要求越來越高，特別是在試驗的精度、實時顯示、以及數(shù)據(jù)處理等方面都有了更高的要求。這就意味著我們制造要及時對那些跟不上自動化腳步的試驗機(jī)進(jìn)行升級改造，使其能在這個高科技時代展現(xiàn)zui強(qiáng)大的功能。
　　
　　原有電液伺服拉力機(jī)的弊端：
　　
　?。?）應(yīng)用單片機(jī)系統(tǒng)改造材料試驗機(jī)，其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，便于實現(xiàn)嵌入系統(tǒng)。但電路系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，數(shù)據(jù)的處理速度慢，無法實現(xiàn)實時控制。目前試驗機(jī)領(lǐng)域的關(guān)鍵問題是加載時必須保持恒定的應(yīng)力速率或恒定的應(yīng)變速率，采用這種方法顯然是達(dá)不到這種效果。
　　
　?。?）采用由速度控制器控制電機(jī)，從而控制壓力施加負(fù)荷，并具有速度電流反饋，是一種傳統(tǒng)的控制方式。比如采用位置式控制器計算步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動步數(shù)，以獲得良好的應(yīng)力速率、應(yīng)變速率、位移速率控制以及定荷、定應(yīng)變、定位移控制試驗結(jié)果。但液壓材料試驗機(jī)是一種典型的非線性時變系統(tǒng)，難以建立的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用常規(guī)控制器很難達(dá)到理想的控制效果。在實際現(xiàn)場中，由于受到參數(shù)整定方法繁雜的困擾，應(yīng)用常規(guī)控制器往往整定不良，性能欠佳，對運(yùn)行工況的適應(yīng)性差。
　　
　?。?）采用微機(jī)和傳感器技術(shù)對舊式的材料試驗機(jī)及監(jiān)測等設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，在應(yīng)力應(yīng)變速率控制問題上采用電液比例閥或電液伺服閥實現(xiàn)高精度控制，測量控制系統(tǒng)采用計算機(jī)卡式設(shè)計，采用光電隔離集成電路。具有抗干擾能力強(qiáng)，質(zhì)量可靠，穩(wěn)定性高等優(yōu)點，而且點擊鼠標(biāo)即可完成，使用方便。還可以繪制多種試驗曲線，具有曲線數(shù)據(jù)存儲及曲線放大功能，適合試驗機(jī)向著高自動化水平，操作簡便，可靠性高，穩(wěn)定性好方向發(fā)展的要求。選擇何種改造方案，要結(jié)合具體的實際情況，選擇*的改造方案，以滿足用戶的需要。綜合考慮，我們選用第三種方案，即在液壓試驗機(jī)上安裝負(fù)荷、變形和位移傳感器，增加電液閥控制加載速度，使設(shè)備由原來傳統(tǒng)的機(jī)械式負(fù)荷測量系統(tǒng)升級為較先進(jìn)的電子測力、測變形系統(tǒng)
　　
　　機(jī)械部分和硬件組成
　　
　　該系統(tǒng)的改造除保留了原有的手動加載部分，另增加了一條支路，用電液比例閥來控制試驗機(jī)的加載速率。這樣既可以手動操作又可以選擇自動化控制。在進(jìn)油管處增加高精度壓力傳感器，用來檢測系統(tǒng)的壓力并且用了位移測量系統(tǒng)及計算機(jī)采集處理等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理。在數(shù)據(jù)采集上，采集速度快、測量精度高；在數(shù)據(jù)分析上，考慮得更加周全；在數(shù)據(jù)處理上，具有智能交互、圖文并茂的特點，能以數(shù)值顯示、圖表、曲線等多種方式表現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，并可根據(jù)教學(xué)要求對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理。讓試驗機(jī)在信號檢測、數(shù)據(jù)處理方面更接近現(xiàn)代試驗機(jī)發(fā)展水平，適應(yīng)目前國內(nèi)外的試驗機(jī)發(fā)展面向智能化、準(zhǔn)確化，操作簡便，穩(wěn)定可靠發(fā)展的趨勢。
　　
　　因此，升級改造后的電液伺服拉力機(jī)由以下幾大部分構(gòu)成。
　　
　?。?）主機(jī)部分。主要由油缸、工作活塞、底座、工作臺、立柱、上下移動橫梁、試樣夾持以及活動橫梁等組成，主要功能是由試樣夾持機(jī)構(gòu)夾緊和固定試樣，對試樣進(jìn)行
　　
　　加載。
　　
　?。?）液壓控制部分。主要由油箱、高壓油泵、送油閥、回油閥、電液比例閥、截止閥、測力油缸活塞、主機(jī)的工作油缸、工作活塞等組成，主要功能是控制試件的夾緊及試件的加載。
　　
　?。?）檢測部分。主要由負(fù)荷傳感器（壓力傳感器）、電子引伸計、光電編碼器（位移傳感器）等組成，主要功能是檢測試驗對象所受的試驗力、變形及橫梁運(yùn)動的位移。
　　
　?。?）數(shù)據(jù)采集處理和控制部分。主要由數(shù)據(jù)采集、處理、控制電路、計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)、打印機(jī)、手動控制器件等組成，主要功能是完成整個系統(tǒng)的控制、各種參數(shù)的設(shè)置、顯示、試驗過程及試驗結(jié)果的記錄、試驗數(shù)據(jù)的處理、存儲、試驗結(jié)果的輸出等功能。
　　
　?。?）電氣部分。其基本組成有各類繼電器、交流接觸器、開關(guān)按鈕等，主要功能是油泵電機(jī)的開關(guān)，控制橫梁升降機(jī)構(gòu)的動作以及各種限位、過載保護(hù)等。
　　
　?。?）附件。主要由拉伸、壓縮試驗夾具、彎曲試驗附件及其他特殊試驗附件（各種嵌口、夾頭）等組成。其基本功能是通過更換夾具，完成各種特定的試驗。
　　
　　電液伺服拉力機(jī)控制軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件性能的好壞直接影響到操作的簡便性和數(shù)據(jù)的可靠性等，甚至影響到能否成功改造。該測試軟件主要由數(shù)據(jù)采集、圖形輸出、數(shù)據(jù)輸出、報告打印、比例控制（伺服控制）等五個模塊組成。
　　
　?、贁?shù)據(jù)采集模塊的主要功能是設(shè)置初始化參數(shù)，如采集時間間隔、采集總時間等，還包括傳感器調(diào)零、標(biāo)定等；
　　
　?、趫D形輸出模塊是指在采集過程中，根據(jù)采集數(shù)據(jù)所繪出的圖形輸出到屏幕上，或者事后把處理的數(shù)據(jù)圖形從打印機(jī)輸出；
　　
　　③數(shù)據(jù)輸出模塊主要是把材料性能的關(guān)鍵點數(shù)據(jù)和所采集的數(shù)據(jù)中的某一時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)從打印機(jī)上打印出來，或者手工修改、增減某些數(shù)據(jù)并存盤；
　　
　?、軋蟾娲蛴∧K是指實驗做好以后，把材料的關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)、原始圖形以固定格式的實驗報告形式打印輸出；
　　
　?、荼壤欧刂颇K主要是對比例壓力流量復(fù)合閥進(jìn)行控制，包括對D/A卡的初始化、設(shè)置等。
　　
　　電液伺服拉力機(jī)改造后的功能及結(jié)論
　　
　?。?）采用先進(jìn)的數(shù)字比例壓力流量復(fù)合閥作為控制元件，實現(xiàn)了加載力值和加載速度的微機(jī)自動控制。具有加載力值可控、低速大負(fù)荷測試效果好、測試性能穩(wěn)定可靠
　　
　　的特點。
　　
　　（2）計算機(jī)屏幕顯示數(shù)據(jù)，包括變形、加載速率、變形速率，材料特性點（上下屈服點、zui大點、斷裂點）、彈性模量、斷面收縮率等，實驗結(jié)果可以整理成報表，方便直觀，實時性好。
　　
　　（3）支持打印機(jī)及繪圖儀對實驗結(jié)果的打印和實驗曲線的繪制，屏幕所見即報表所得；可進(jìn)行成批實驗報告及檢驗報告的打印和存儲，*性的保留實驗報告。[7]
　　
　?。?）改造中保留原有的手動加載部分，這樣既可手動操作又可以自動控制，方便靈活，有利于教學(xué)。試驗機(jī)改造的成功與否，關(guān)鍵是看zui終的測試數(shù)據(jù)精度是否達(dá)到要求，試驗曲線繪制是否準(zhǔn)確。改造后經(jīng)過具體的數(shù)據(jù)和曲線圖驗證，說明了改造是成功的，無論是從試精度還是測試手段來看，都比以往更加準(zhǔn)確可靠.