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材料试验机分档的仔细了解

发布时间:2018-11-23 来源:济南恒思盛大仪器有限公司 浏览:

随着技术的不断发展前进,各种各样的材料试验机层出不穷,以下是济南恒思盛大仪器有限公司对材料试验机的分档的详细介绍。
材料试验机分档可以得到较宽的测量范围。
  以采用13位A/D进行七档量程切换的情况及采用18位A/D不分档的情况进行分析。在试验机上一般的分档是按照满量程的100%、50%、20%、10%、5%、2%、1%进行分档的。对于采用13位A/D的试验机,各档的分辨率都为各档满值的±1/4095(拉、压双向各等分为4095份),以0.5级精度的试验机为例,按照标准规定,其小的有效测量起始点的采样码应达到400码,即约为各档满值的10%,按照以上原则采用分档的试验机其小档的有效测量值为1%×10%=0.1%,而且各档间的重叠又都大于各档满值的10%,所以总有效测量区间可达0.1%-100%。而对于18位A/D不分档的情况,其分辨率为满值的±1/131072,按照小有效测量点的采样码应达400码的要求,其小点为满值的(400/131072)×100%=0.3%。
1、分档可以降低小信号的测量的误差。
    这样正好符合试验机相对精度定义的需求。众所周知,在试验机中试验数据都来自于各种传感器,而目前的传感器基本上都是模拟传感器,且输出信号都很微弱,这种信号必须经过放大器放大后才能交由A/D转换器转换为数字量进行后期处理。分档的本质就是将代表不同量程的传感器输出信号(当然输出值也不相同)按照不同的放大倍数放大到一个统一的定值,再用这统一的定值表示不同的量程。以载荷为例:如果一支载荷传感器它的满值输出为20mV,放大125倍后变为2.5V的A/D转换器的满值输入,则2.5V就代表了载荷量程为满量程,若将放大倍数增大10位变为1250倍,则当传感器受力为满值的1/10,即输出为2mV时,放大器的输出依然达到了2.5V的A/D转换器的满值输入,此时载荷量程即为满量程的1/10。由于放大器、传感器的工作电源等是由各类电子元器件组成,它们不可避免的存在着各类失调与飘移,当电路确定后,这些失调与飘移也就随之而定,它们基本不随放大倍数的改变而改变。也就是说,放大器的满值输出2.5V是由两部分组成,一部分是真实的反映实际测量的值,另一部分是一个基本恒定的固有值。当选择小档位时,这一固有值所对应的测量值就会按分档比例相应的比例减小。例如:当2.5V对应100N时,0.1V的固有失调、飘移就会产生100×(0.1/2.5)=4N的误差,但若选择1/10档位,即2.5V对应10N时,0.1V的固有失调、飘移只会产生10×(0.1/2.5)=0.4N的误差。如果不分档,则无论测量的数据值是大还是小,这一固有的误差都不变,都是100×(0.1/2.5)=4N,因此对测量小信号不利。<BR>由于试验机的精度要求为相对精度,这种精度对不同测量值下的允许误差是不一样的,测量值大时的允许误差值大,测量值小时允许误差值小。例如:同为0.5级的载荷值,当测量值为100N时,误差值为100×0.5%=0.5N,当测量值为10N时,误差值为10×0.5%=0.05N,分档时的特点正好与此要求相一致。
2、材料试验机分档可以降低对传感器的要求,提高整机的精度与可靠性。在一些特殊用途的试验机上这是很重要的。常见的试验机一般的采样速度都不要求很高,大约在每秒几十次到几百次的范围内,然而在一些特殊用途的场合,如碰撞类试验、冲击试验、脆性材料的试验等,要求的采样速率很高,可达每秒几千次至几兆次。由于分档类试验机一般选择较低位数的A/D,而这一类A/D的种类多,选择面广,有一类并行转换结构的A/D,非常适合这一场合。对于不分档类试验机,由于采用高位A/D,而这类A/D基本都采用∑-△型转换器,这类转换器的转换速率较低,且当增大转换速率时会明显的降低转换精度。
3、分档容易实现高速采样。在一些特殊用途的试验机上这是很重要的。常见的试验机一般的采样速度都不要求很高,大约在每秒几十次到几百次的范围内,然而在一些特殊用途的场合,如碰撞类试验、冲击试验、脆性材料的试验等,要求的采样速率很高,可达每秒几千次至几兆次。由于分档类试验机一般选择较低位数的A/D,而这一类A/D的种类多,选择面广,有一类并行转换结构的A/D,非常适合这一场合。对于不分档类试验机,由于采用高位A/D,而这类A/D基本都采用∑-△型转换器,这类转换器的转换速率较低,且当增大转换速率时会明显的降低转换精度。
4、分档会引起全量程内的分辨率不一致。
这粗看好象是一个问题,但在第二项中已经谈了,对试验机而言,国标的规定为相对精度,它本身就需要小档位的分辨率高,而大档位的分辨率低,所以对于绝大多数的使用而言不是问题。例如:称量一汽车煤炭,并不需要称量到几吨零几克的值,而称量黄金则必须达到千分之几克。
 
 
标签:万能试验机,液压万能试验机,拉力试验机,冲击试验机,扭转试验机,材料试验机