微機(jī)伺服液壓試驗(yàn)機(jī)基于電液伺服控制技術(shù),通過數(shù)字閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)材料力學(xué)性能的高精度測試,其核心原理可分解為以下關(guān)鍵環(huán)節(jié):
1.信號輸入與指令生成
用戶通過微機(jī)界面設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)(如試驗(yàn)力、位移、變形速率等),計(jì)算機(jī)將指令轉(zhuǎn)換為電信號,發(fā)送至伺服控制器。例如,在拉伸試驗(yàn)中,系統(tǒng)需保持0.2-5%FS/s的恒速載荷控制,或0.6-60mm/min的恒速位移控制。
2.伺服閥精確調(diào)控
伺服閥作為核心控制元件,根據(jù)輸入信號調(diào)節(jié)高壓油流向與流量。其閥芯偏移量可達(dá)±0.001mm級,響應(yīng)時(shí)間僅10ms,可快速調(diào)整油缸活塞運(yùn)動。例如,當(dāng)輸入信號要求增大載荷時(shí),伺服閥增大開口,使更多液壓油進(jìn)入油缸上腔,推動活塞向下移動。
3.閉環(huán)反饋修正
試驗(yàn)過程中,位移傳感器、壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測油缸活塞位置、試驗(yàn)力等參數(shù),并將反饋信號傳回計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)通過PID控制算法(比例-積分-微分)對比設(shè)定值與反饋值,動態(tài)調(diào)整伺服閥輸出。例如,若實(shí)際位移滯后于設(shè)定值,系統(tǒng)會增大油壓以加速活塞運(yùn)動,直至誤差趨近于零。
4.多模式自動控制
系統(tǒng)支持試驗(yàn)力、位移、變形三閉環(huán)控制,可自動切換控制模式。例如,在金屬材料屈服階段,系統(tǒng)從位移控制切換至載荷控制,避免試樣過度變形;在彈性模量測試中,則通過應(yīng)變引伸計(jì)實(shí)現(xiàn)0.00025/S-0.0025/S的恒速應(yīng)變控制。
5.數(shù)據(jù)處理與輸出
試驗(yàn)完成后,計(jì)算機(jī)對采集的數(shù)據(jù)(如抗拉強(qiáng)度、彈性模量、延伸率等)進(jìn)行處理、分析,并生成報(bào)告。高精度放大器及24位AD轉(zhuǎn)換器確保數(shù)據(jù)分辨率達(dá)1/120000,滿足GB/T228.1-2010等標(biāo)準(zhǔn)要求。