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校准电子万能试验机有哪些步骤
2025年04月25日 09:44
来源：MTS-美特斯工业系统 (中国) 有限公司
电子万能试验机是材料力学性能测试的核心设备，其调试与校准的准确性直接影响测试结果的可靠性。以下从机械系统、传感器系统、控制系统及软件参数四个维度，详细阐述调试与校准的关键步骤与技术要点。
一、调试前准备
1. 环境检查
- 确保实验室温度(20-25℃)、湿度(≤80%)符合设备要求，避免温湿度波动导致金属部件热胀冷缩或电气元件受潮。
- 检查地面平整度，设备需水平放置(通过水准仪调整底座螺栓，误差≤0.1°)。
- 清理工作区域，避免振动源(如离心机、空压机)或强电磁干扰。
2. 设备初始化
- 接通电源后预热30分钟，使电机、传感器等元件达到稳定状态。
- 检查急停按钮、限位开关功能是否正常，加载台升降是否顺畅。
二、机械系统校准
1. 加载轴对中调整
- 安装标准夹具(如楔形夹具或液压夹具)，固定试件后观察加载轴与试件轴线的重合度。
- 使用对中工具(如千分表)检测轴向偏差，调整横梁导轨或夹具位置，确保偏差≤0.1mm，防止偏载导致应力集中。
2. 夹具与引伸计安装
- 检查夹具硬度(HRC≥55)及表面光洁度(Ra≤0.8μm)，避免夹持时打滑或损伤试件。
- 引伸计(应变测量装置)需与试件轴向一致，标距误差≤±0.5mm，刀口间距通过显微镜校准。
三、传感器系统校准
1. 力值校准(核心步骤)
- 砝码加载法：
- 选用三级标准砝码(20%、50%、80%满量程)，通过悬挂或叠加方式施加载荷。
- 记录显示器读数与砝码实际重量的偏差，通过软件修正增益系数(如：显示值=实际值×K，K为修正系数)。
- 重复三次取平均值，误差需控制在±0.5%以内(参考ISO 7500-1标准)。
- 传感器线性校验：
- 绘制载荷-电压曲线，检查线性度(R²≥0.999)，若非线性明显需更换力传感器。
2. 位移与变形校准
- 位移传感器：使用光栅尺或磁栅尺时，需用标准量块(如50mm、100mm)校准零点与量程，消除回程误差。
- 引伸计校准：通过微调试件施加已知位移(如0.1mm/次)，对比引伸计输出信号，修正灵敏度系数。
四、控制系统与软件参数设置
1. 速度标定
- 设置横梁移动速度(如1mm/min、10mm/min、500mm/min)，用秒表计时实际位移，计算速度误差(应≤±1%)。
- 调速电机需检查PID参数(比例、积分、微分)，避免加减速抖动。
2. 软件参数初始化
- 输入传感器量程、分辨率(如力传感器0.01N)、采样频率(建议≥100Hz)。
- 设置过载保护阈值(通常为量程的110%)，防止意外损坏。
3. 限位与保护机制
- 调整机械限位螺钉，确保横梁行程在物理极限内(留出≥10mm余量)。
- 软件中设置最大载荷、位移阈值，触发时自动停机并报警。
五、验证与记录
1. 标准试件验证
- 使用弹性模量已知的材料(如45#钢)进行拉伸试验，对比实测值与理论值，误差应≤±1%。
- 记录断后伸长率、屈服强度等数据，验证校准有效性。
2. 周期性复检
- 每日开机后检查零点漂移(力值零点误差≤±0.1N)。
- 每月进行一次全量程校准，每季度由计量机构溯源校验(需出具校准证书)。
六、常见故障与处理
- 力值偏差过大：检查传感器接线是否松动，重新标定或更换传感器。
- 位移突变：清理导轨油污，紧固滚珠丝杠螺母。
- 软件通讯异常：重启控制器，检查RS232/USB接口连接。
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