電子拉力試驗(yàn)機(jī)主要包括計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、測(cè)力機(jī)構(gòu)、傳感器及工作 。高檔的拉力試驗(yàn)機(jī)大多已經(jīng)具備了自動(dòng)引伸計(jì)、 自動(dòng)上料、自動(dòng)卸料等裝置，已經(jīng)采用了伺服壓機(jī)， 實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，操作人員只需要設(shè)置 好程序和參數(shù)，大部分工作由機(jī)械手完成。

1、問(wèn)題的提出

力學(xué)傳感器屬于拉力試驗(yàn)機(jī)上的精密部件，也是 易損部件，當(dāng)力學(xué)傳感器上所受到的力達(dá)到或超過(guò)破壞極限，就會(huì)造成損壞。為了避免力學(xué)傳感器的破壞，現(xiàn)有的拉力試驗(yàn)機(jī)上也有多種保護(hù)措施。比如降低傳感器的量程：假設(shè)力學(xué)傳感器出廠(chǎng)的量程標(biāo)注為1 000 N,實(shí)際的破壞 極限可能是1 100 N,多余的這100 N作為保險(xiǎn)系數(shù)。 再比如拉力試驗(yàn)機(jī)上設(shè)置報(bào)警或停機(jī)力值，當(dāng)力學(xué)傳感器所受力值達(dá)到設(shè)定值時(shí)設(shè)備會(huì)發(fā)出報(bào)警，并且停 止運(yùn)行，避免過(guò)載破壞。

2、解決的方案

（1）原理部分

上述幾種保護(hù)措施，特別是閉環(huán)控制方式，從原理上說(shuō)是有效的，問(wèn)題在于這幾種措施都有一定的局限。

在量程上設(shè)置裕量的方式，對(duì)于偶爾出現(xiàn)的某些稍微超過(guò)量程的情況，可以避免傳感器的破壞，但是如果負(fù)荷繼續(xù)增加，傳感器還是會(huì)被壓壞。

閉環(huán)控制的方式，可以通過(guò)設(shè)置恰當(dāng)?shù)膱?bào)警或停機(jī)條件而發(fā)揮作用。但是，從檢測(cè)到報(bào)警信號(hào)到停機(jī)還有一定的響應(yīng)時(shí)間，在快速壓縮過(guò)程中，這個(gè)響應(yīng)時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)過(guò)載足以把傳感器壓壞。

（2）方案部分

防止壓縮過(guò)載的保護(hù)裝置如圖2所示，彈性保護(hù)裝置包括內(nèi)部的彈性元件和外殼，外殼有一個(gè)端蓋可以向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，彈簧以一定的壓縮量裝配到外殼中。

確定壓縮量的標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)傳感器受到的壓縮力大于傳感器的量程時(shí)，端蓋壓縮彈簧繼續(xù)向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，為閉環(huán)控制系統(tǒng)留出反應(yīng)時(shí)間，避免傳感器被壓壞。當(dāng)傳感器受到的壓縮力小于傳感器的量程時(shí)，端蓋受到彈簧的擠壓和外殼的限制而不能運(yùn)動(dòng)，從而不影響測(cè)量結(jié)果。 同理，可以設(shè)計(jì)出如圖3所示的防止拉伸過(guò)載的保護(hù)裝置，以及把壓縮過(guò)載保護(hù)裝置和拉伸過(guò)載保護(hù) 裝置結(jié)合起來(lái)形成的如圖4所示的保護(hù)裝置，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)壓縮和拉伸的過(guò)載保護(hù)。

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