电子强力机的工作原理:
是采用测力传感器,将被测试样所受的力转换成电信号,显示负荷值及断裂强力。另外,通过一定机构产生与试样变形成正比的数字脉冲,通过计数电路显示试样的变形量。并可绘制负荷-伸长曲线,显示材料在整个受力变化过程中的力学特性。增加一定的附属装置,还可进行压缩、弯曲和扭转等性能试验。由于纺织材料的主要受力形式是拉伸,下面将以拉伸试验为例,说明电子强力机的测试特点。
(1)测力传感器具有足够快的动态响应能力,与机械式强力机相比存在较小的惯性误差。因此,试样负荷的速度可以进一步提高,以缩短试验时间,提高测试效率。(2)更换不同量程的测力传感器,结合选择仪器的放大倍数,可以在较大的范围内变换仪器的负荷测试量程。同一台仪器,可以进行纤维、纱线以及织物力学性能的试验。不同的测试对象,负荷与伸长测试系统及记录方式是共同的,主要改变测力传感器及试样夹持器。(3)测力传感器受力时的位移量,比纺织材料受力变形小得多。因此,与传感器相连的夹持器位移可以忽略不计,移动夹持器的位移可直接代表试样的变形。移动夹持器的等速牵引就相当于试样的等速伸长。伸长的测量不必求取两个夹持器位置移动之差,因而机构可以简化。(4)试样变形量的测试精度比机械式强力机用杠杆放大高许多倍。特别是小变形试样的测试,可以减小伸长测试误差,具有较大的优越性。(5)从所得试样的负荷-伸长曲线上,可以获得除强力与伸长外的材料的其他性能指标,如试样的初始模量、屈服点应力-应变等,这些指标可进一步表达材料的力学性能。
找出影响强力指标的不匀性和解决的问题
我们在平时检定、校准强力机时,以及客户来电咨询和现场反映最多的是强力机强力指标存在的问题,案例:实验室之间比对、实验室内部不同强力机测试比对,比对结果都有很大的差异,对此我结合自己的知识和经验,找出存在的问题并及时解决。通过这些年的经验积累得出存在的问题大致在强力、拉伸速度、钳口夹持片、试验方法、环境条件、夹持距离等方面来考虑。但目前一般实验室对试验方法、环境条件、夹持器距离等操作都正确前提下,只能从强力、拉伸速度、钳口夹持片来考虑,以下是这些年积累的经验和体会。
1、强力机力值的不准确对强力指标的影响
(1)零位调校及仪器校准:各种强力机由于设计不同,零位有手动调零位和CPU自动调零,那么零位调校要配合仪器校准参考使用说明书反复调校,直至符合计量校准要求。(2)最多校准不合格的问题是示值超差,由于我们现在检定、校准的电子强力机种类繁多,有着名的英斯特朗、SDL-ATLAS、JAMES HEAL、天氏欧森、美国、意大利、德国、瑞士、中国台湾及国内几十家生产企业,这些仪器经过反复使用有小部分经检定、校准后发现示值超过允许误差,有些差异甚至达到20%,如果我们不能及时处理解决这些问题,就会给客户带来二次检定、校准,不能及时帮他们解决问题,在这种情况下,本人一边工作,一边学习调试技术,由于这些强力机都是不同国家生产的,调试的技术各有不同,为了帮助解决这些实际问题,本人花了大量时间来解决,到目前为止都能圆满完成调试工作。
2、钳口夹持片的问题对强力指标的影响
目前常用的钳口夹紧功能有二种功能:
(1)手动夹紧:钳口采用金属波纹夹紧,优点:操作简单、加工方便、不容易打滑;缺点:人为因素加大、断裂部位不佳。(2)气动夹紧:为了减少检测人员对测试的影响,现在好多第三方检测机构都采用气动夹紧,可以最大限度减少由于人为的因素产生的不确定;现在采用的钳口是平板夹持,为了防止打滑在平板上加贴耐磨橡胶片,该橡胶片在检测中经反复多次的使用,或多或少把橡胶片磨损,从而在拉伸中产生试样滑移,在橡胶片磨损后再使用会使检测带来对强力指标的不确定性,不确定性指标会在20%以上,经过我们及时把存在的问题返还检测机构并提出整改方案(即替换上下夹片或替换橡胶片)。让他们予以解决,帮他们解决了工作上存在的问题。
3、测试速度的问题对强力指标的影响
目前测试方法采用的拉伸速度有二种:
(1)一种格式为简单电子强力机即整机,根据试验方法的要求,设定拉伸的速度,用秒表和钢直尺检定和校准拉伸速度,判断拉伸速度是否在允许范围内,否则加以调试,得到在允许范围里。(2)另一种是电子强力机即称主机,配有电脑操作系统,安装不同的操作软件,在使用中电脑操作系统控制主机,按照软件设置参数,通过电脑操作来完成测试工作。但是在我们的检定、校准工作中多次发现由于主机和电脑软件的操作不匹配(案例:英斯特朗强力机,在使用中突然关机,就会造成主机的拉伸速度和电脑软件的拉伸速度不相同),它们之间有很大的差异,这样就造成测试结果即强力指标有差异,发现问题后可以及时加以改进。
今后的努力方向
电子强力机的上下钳口由于安装及测试场地的改变,会带来新的问题即同心度的差异,要检定、校准上下钳口同心度是否在规定的范围里,就要进行同心度的检定、校准工作,就需要配备相适应的标准器具,有了这些标准器具就可以更完善我们的检定、校准工作的正常进行。把电子强力机的检定、校准工作完成的更佳。
