Материал: Механика материалов. Методы и средства экспериментальных исследований
Рис. 2.8. Основные типы современных экстензометров
ной процедуры (тарировки) интерпретируют в соответствующие значения силы. На рис. 2.9 изображены некоторые наиболее распространенные виды датчиков сил.
В современных испытательных комплексах системы измерения включают также устройства обеспечения и контроля температуры и среды испытания – климатические и температурные камеры (печи). Наибольшее распространение нашли климатические камеры, позволяющие проводить испытания в заданной среде (например, инертные газы) при отрицательных
иповышенных температурах, муфельные печи – для испытаний при экстремально высоких температурах, а также высокочастотные индукционные нагреватели (рис. 2.10).
Одним из важнейших элементов современных испытательных систем является контроллер – многоканальный аналогоцифровой преобразователь, который предназначен для сбора аналоговых сигналов с датчиков системы измерения, преобразования их в цифровой сигнал, передачи его в компьютер для анализа
иосуществления обратной связи с рабочими органами испытательной системы. За счет высокой скорости передачи и обработки данных появляется возможность полного контроля и управления
51
а |
б |
в
Рис. 2.9. Силоизмерители: динамометр с механической индикацией (а), датчик сил с электрической (мостовой) схемой индикации (б), датчик сил Dynacell с возможностью компенсации инерционной составляющей нагрузки
при динамических испытаниях (в)
52
а
б |
в |
Рис. 2.10. Климатические камеры (а), муфельная печь (б) и индукционный нагреватель (в)
53
машиной с помощью компьютера через интерфейс дополнительного программного обеспечения. При этом обеспечивается управление формой волны циклического нагружения, калибровка датчиков, установка пределов измерений, контроль за параметрами испытания по дисплеям, сбор и сохранение данных, изображение графиков и диаграмм в реальном масштабе времени процесса. Обеспечивается возможность повышения точности исполнения рабочими органами испытательной системы (траверса, актуатор, подвижный захват) заданного исполнительного сигнала (форма цикла, амплитуда, частота, сценарий эксперимента и т.д.).
Повышение точности исполнения заданного сигнала осуществляется за счет автоматической настройки так называемых PID-параметров в режиме реального времени. Пропорциональ- но-интегрально-дифференциальное (PID) регулирование представляет собой набор формул и параметров, с помощью которых интерпретируется график поведения переменной процесса для данной инерционной системы и рассчитывается точное значение поправки контролирующего сигнала для изменения и поддержания заданного значения переменной.
На рис. 2.11 приведен вид контроллера Instron FastTrack 8800, используемого для связи компьютера и испытательной системы. Особенностями данного контроллера являются многоканальность, возможность работы с современными операционными системами, скорость передачи данных до 8 Мб/с и частота обработки данных до 5 кГц.
К системам автоматизации современных испытательных комплексов можно отнести некоторые элементы контроллера, например, модуль формирования сигналов, модуль подстройки PID-параметров обратной связи и т.д., но в первую очередь – персональный компьютер с комплексом установленных на него специализированных программ, например, таких как Console,
Bluehill 2, FastTrack, WaveMatrix.
54
Рис. 2.11. Высокопроизводительный многоканальный котроллер Instron FastTrack 8800
Возможности испытательных систем можно многократно расширить при использовании специализированных приспособлений. Так, например, на рис. 2.12 изображены приспособления для испытаний на трехточечный изгиб, а также набор приспособлений (на сдвиг, растяжение и сжатие) для испытаний композиционных материалов.
В качестве примера приведем использование данных приспособлений в составе испытательного комплекса Instron 5882. На рис. 2.13 изображено приспособление во время испытаний образца композиционного материала на трехточечный изгиб.
Пример использования специального приспособления в составе испытательного комплекса Instron 5882 с климатической камеройприиспытании на сдвиг представлен нарис. 2.14.
На рис. 2.15 и 2.16 приведены примеры использования специальных приспособлений при испытаниях композиционных материалов на растяжение и сжатие соответственно.
55