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電子萬能試驗機的工作原理：伺服電機驅(qū)動與閉環(huán)控制技術(shù)解析
電子萬能試驗機通過伺服電機驅(qū)動與閉環(huán)控制技術(shù)實現(xiàn)高精度力學(xué)性能測試，其核心原理可解析為以下兩部分：
一、伺服電機驅(qū)動：精準(zhǔn)加載的動力核心
電子萬能試驗機采用伺服電機作為動力源，通過減速箱、同步齒形帶及滾珠絲杠等傳動機構(gòu)，將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為移動橫梁的直線運動。例如，電機每轉(zhuǎn)一圈，通過傳動比（如總傳動比8.33:1）和絲杠螺距（如5mm/轉(zhuǎn)）的換算，橫梁移動距離可精確至0.001mm級。伺服電機的優(yōu)勢在于：
寬速度范圍：支持0.05-500mm/min的無級調(diào)速，滿足拉伸、壓縮、彎曲等不同試驗需求；
高扭矩輸出：通過兩級減速（如主動輪21齒→從動輪100齒，減速比4.76:1）提升扭矩，確保大載荷（如300kN）下的穩(wěn)定加載；
動態(tài)響應(yīng)快：電機轉(zhuǎn)速可隨控制信號實時調(diào)整，實現(xiàn)試驗力或位移的快速跟蹤。
二、閉環(huán)控制技術(shù)：多參數(shù)協(xié)同的高精度保障
閉環(huán)控制通過傳感器實時反饋試驗狀態(tài)，形成“設(shè)定值-反饋值-調(diào)節(jié)輸出”的動態(tài)平衡，核心包括：
力閉環(huán)控制：
高精度力傳感器（如0.5級精度）實時采集試樣受力信號，與控制器設(shè)定的力值比較，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速或扭矩，實現(xiàn)恒力加載或按設(shè)定力速率加載。例如，拉伸試驗中，系統(tǒng)可自動補償試樣彈性變形引起的力波動，確保加載精度≤±0.5%FS。
位移閉環(huán)控制：
電機內(nèi)置編碼器（如2000線/轉(zhuǎn)）監(jiān)測橫梁位移，與設(shè)定值比較后調(diào)整電機運動，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位或恒位移速率控制。例如，彎曲試驗中，橫梁速度可按程序自動變化，模擬實際工況。
應(yīng)變閉環(huán)控制：
引伸計或應(yīng)變片采集試樣變形信號，換算為應(yīng)變值后與設(shè)定值比較，控制電機運動以實現(xiàn)恒應(yīng)變率加載。例如，金屬材料屈服點測試中，系統(tǒng)可自動切換至應(yīng)變控制模式，避免力超調(diào)。
協(xié)同效應(yīng)與優(yōu)勢
伺服電機驅(qū)動與閉環(huán)控制技術(shù)的結(jié)合，使電子萬能試驗機具備以下特性：
高精度：力、位移、應(yīng)變測量分辨率分別達(dá)0.001N、0.001mm、1με，滿足GB/T16491等標(biāo)準(zhǔn)要求；
多功能性：支持拉伸、壓縮、彎曲、剪切等試驗，并可擴展高溫爐、高低溫箱等環(huán)境模擬裝置；
智能化：通過計算機軟件實現(xiàn)試驗參數(shù)設(shè)置、曲線動態(tài)顯示、數(shù)據(jù)自動處理及報告生成，支持批量試驗和遠(yuǎn)程操作。