教学材料《仪器介绍》-第一章

第一节WE-30型万能材料试验机[构造原理]WE-30型万能材料试验机是一种常用的试验机，种类型号很多，但只是外形不同，基本原理是一样的试验机构造原理如图1.1.1所示

1.加载部分在机器底座上，装有两个固定立柱，它支承着固定横头和工作油缸。开动油泵电动机带动活塞、上横头、活动立柱和活动平台上升。若将试件两端夹在上下夹头中，因下夹头固定不动，当活动平台上升时试件就承受拉力。若把试件放在活动平台上、下垫板之间，当活动平台上升到与上垫板接触时试件就承受压力。下一页返回第一节WE-30型万能材料试验机输油管路中的送油阀们用来控制送入工作油缸中的油量，以调节对试件加载的速度。加载时送油阀置于关闭位置。回油阀打开时，则可将工作油箱中的油液泄回油箱，活动平台由于自重而下降，回到原始位置。如果拉仲试件的长度不同，可用下夹头电动机转动底座中的蜗轮，使螺柱上下移动，调节下夹头位置。注意当试件已经夹紧或受力时，不能再开动下夹头电动机，否则就要造成下夹头对试件加载，以致损伤机件。活动平台的行程对拉仲和压缩都有规定，使用者必须遵守。上一页下一页返回第一节WE-30型万能材料试验机2.测力部分加载时，工作油缸中的油压活塞的力与试件所受的力成正比。如果用油管将工作油缸和测力油缸连通，此时油压便推动测力活塞向下移动，使拉杆拉动摆锤，使之绕支点转动而抬起，同时摆上的推杆便推动齿轮，使齿轮和指针旋转指针的旋转角度与油压成正比，亦与试件上所加载荷成正比，因此在测力度盘上，便可读出试件受力的大小。如果增加或减少摆锤的重量，指针虽然旋转同一角度，但所需的油压不同说明指针虽然在同一位置，但所示出的载荷大小与摆锤重量有关。一般试验机可以更换三种摆锤，与之相对应的有三种刻度的测力度盘，分别为0~6t,0~15t,0~30t。上一页下一页返回第一节WE-30型万能材料试验机实验时为了保证测量载荷的精度，要根据试件事先估算的载荷大小来选择合适的测力度盘，并在摆杆上放置相应的重量的摆锤。通常摆锤由大到小编为A,B,C三种号码为了达到上述同样的目的，有些试验机采用调整摆杆长度的方法，而不是改变摆锤重量。加载前，应对测力指针调零。方法是开动油泵电动机送油，将活动台升起1cm左右，然后移动摆杆上的平衡碗，使摆杆达到平衡位置。再旋转度盘(或移动齿杆)使指针对准零。这样是为了消除上横头、活动立柱和上横台等部件的重量.上一页下一页返回第一节WE-30型万能材料试验机【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)检查油路上各阀门是否处于关闭位置;换上与试件相匹配的夹头;保险开关应当有效。

(2)根据所需最大载荷，选择测力度盘，装上相应的重锤

(3)装好自动绘图仪的传动装置、笔和纸等

(4)开动油泵电机，检查运转是否正常。然后打开送油阀门，向工作油缸中缓慢输油。待活动台上升1cm左右将送油阀门关到最小，并按上述方法，调整测力指针和随动指针对零。上一页下一页返回第一节WE-30型万能材料试验机(5)安装试件，压缩试件必须放在垫板上。拉仲试件则需要调整下夹头的位置，使上、下夹头之间的距离与试件长度相适应后再将试件夹紧(试件夹紧之后，不能再调整下夹头)。

(6)实验完毕，关闭送油阀并立即停车。缓慢打开回油阀，将油液泄回油箱，使活动台回到原始位置，并使机器复原。

2.注意事项

(1)开车前和停车后，送油阀一定要置于关阀位置。加载、卸载、加回油均缓慢进行。(2)拉仲试件夹住后，不得再调整下夹头的位置。

(3)机器开动时，操纵者不得擅自离开。实验过程中不得触动摆锤。

(4)使用中听到异常响声或发现故障应立刻停车。上一页返回第二节JB-300B型冲击试验机【用途】JB-30oB型冲击试验机用于测定金属材料在动负荷下抵抗冲击的性能，以便判材料在动负荷下的性质。

JB300B冲击试验机是按国家标准GB/T38082002《摆锤式冲击试验机》开发生产的，按国家标准GB/T229-1994《金属夏比缺口冲击试验方法》对金属材料进行冲击实验。最大冲击能量为300J，并带有150)的摆锤一个，所用试样为10x10mm。试验机具有较大的冲击能量，所以主要对冲击韧性较大的黑色金属，特别是钢铁及其合金进行冲击实验。下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机本产品的实验原理是利用摆锤冲击前位能与冲击后位能之差在刻度盘上显示出来的方式，得到所实验试样的吸收功。操作上采用半自动控制，操作简便、工作效率高，利用摆锤冲断后的剩余能量即可自动扬摆，准备做下次实验，所以在连续做冲击实验的实验室和大量做冲击实验的冶金、机械制造厂等单位更能体现其优越性。【主要技术规格】(1)冲击能量:300J，150J(2)度盘刻度范围及分度值如下:上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(3)摆锤力矩(冲击常数)0~300)M=106.7692N·m0~150JM=80.3848N·m(4)摆锤预扬角:150o(5)摆锤旋转中心至试样中心距离:750mm(6)冲击速度:5.2m/s(7)支座跨距:40mm(8)钳口圆角:R1~1.5mm(9)冲击刀刃圆角:R2~2.5mm上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(10)试样规格:10x10x55mm(11)试验机净重:约450kg(12)试验机外形尺寸:2124x600x1340mm(13)电源:三相四线制50Hz380V250W(主电机)【结构简介】

变形速度不同，材料的力学性能也会随之发生变化。在工程上常采用“冲击韧度”来表示材料抵抗冲击的能力。材料力学实验中的冲击试验采用的是常温简支梁的大能量一次冲击试验，冲击试验机如图1.2.1所示。将质量为口的摆锤向上摆起高度H，如图1.2.2所示，于是摆锤便具有一定的位能，令摆锤突然下落，冲击安装在机座上的试件，将试件冲断。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机试件折断所消耗的能量等于摆锤原来的位能(在角处)与其冲断试件后在扬起位置(在角处)时的位能之差冲断试件所消耗的能量可从试验机刻度盘上直接读得，则材料的冲击韧度为式中，W为冲断试件所消耗的能量;A为试件断口处的横截面面积上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机【电气控制】(1)取摆。按动lAN按钮，通过继电器1J,2J,3J和离合器CH,1C的动作，接通电机LD,摆锤扬至最高位置后，碰到微动开关1WK，电机停转，其他电气线路复位，保险销仲出。

(2)退销。按动2AN按钮，保险销退回

(3)冲击。按下4AN按钮，接通阀用电磁铁DT、实现落摆冲击，并能使全部电气线路复位。

(4)自动扬摆。在接通电源后，伺服电机DS一直反时针旋转，这样它所拖动的接点Kb一直处于断开状态。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机当摆捶处于停止或者落下方向转动时，Kb接点也还不能接通;当摆锤向扬摆方向转动，并且当它的转动角速度大于伺服电机的转动角速度时，Kb接点接通，并使继电器1J,2J接通;当摆锤角速度逐渐下降至小于伺服电机角速度时，Kb接点断开，并使继电器3J动作，这时接通离合器CH和接触器1C，使拖动电机转动，进行扬摆。保证了摆锤在回摆后的最高位置处，启动拖动电机，将摆扬器起。

(5)开关K2为开关安全，按钮3AN为放摆按钮【安装与试车】(1)拆箱子清洗后，将试验机移到预先做好的基础上，用水平仪调整机座水平至1000：0.2以内，紧固地脚螺钉

(2)检查各部零件是否完整无损，转动零件应灵活。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(3)接上三相四线制50赫兹，380伏电源

(4)将按钮盒的插头插入插座。

(5)接通电源开关，指示灯应亮，信号装置的伺服电机应反时针转动(从工作位置看)。

(6)按钮盒子上的钮子开关拨到“开”的位置，按动“取摆”按钮，主电机应转动(此时若发现摆锤顺时针转动，应停车，改变电源相位)，电磁离合器应吸合，动力传至摆轴扬摆。当挂钩碰压并越过挂摆脱机构后撞压阻尼杆，微动开关应处于放松状态，此时主电机应停转，电磁离合器应脱开，摆锤靠自重挂于挂脱摆机构上;需要冲击时，首先按动“退销”按钮，然后再按动“冲击”按钮。当按动“冲击”按钮时，阀用电磁铁通电，顶动挂脱摆机构脱摆，摆锤就落摆冲击、自动扬摆、挂摆，保险销仲出。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机当需要放摆时，按住“放摆”按钮，保险销退回，阀用电磁铁通电，顶动挂脱摆机构向下转动，电磁离合器吸合，主动电机转动，摆锤顺时针方向回转，当转至铅垂位置时，放下按钮即可停摆。

(7)能量损失的检查。此为摩擦所致的能量损失的检查。指针、拨针位置调好后，先按“取摆”按钮，取摆、挂摆，再按“退销”按钮，然后按住“冲击”按钮(或钮子开关拨向“关”)，使摆锤来回空摆。当第一次摆到最高位置时，用手迅速地将指针拨回到度盘的左极限位置(注意不要触及拨针和摆锤)，待摆锤第二次重新将指针推到度盘的右边后，即可记下此时指针所指的数值，两次之差(第一次应为零)除以2，即为冲击摆在一次摆动过程中消耗于摩擦阻力的能量对于300)摆锤能量损失应不大于1.5J，对于150)摆锤能量损失不大于0.75)。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(8)支座跨距及其与刀刃的相对位置调整。【使用与维护】(1)开机使用时须经空转运行，(方法应严格按“安装与试车”中的5~8进行)，以检查机子是否正常。如果保险销不复位，须按动“退销”按钮，使保险销复位。

(2)根据能量要求可选用300J摆锤或150J摆锤。换摆时先拧住压紧螺母、用拆卸器插入摆杆接头两侧的槽内，拧动丝杆，顶住摆轴端面即可退出，换上需要的摆锤。

(3)使用时应经常注意钳口支座、摆锤等是否可靠地紧固住，以防止实验结果失准并发生意外事故。

(4)摆锤挂钩与挂摆机构在接触长3~4mm为宜，(出厂时已调好，用户不必再调)。若需调整，则需移动挂钩的位置。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(5)扬摆过程中尚未挂于挂摆机构上时，工作人员不得在摆锤摆动范围内活动或工作，以免偶然断电而发生危险。

(6)摆轴两端轴承出厂时已加油，使用单位不必加油。如经修理清晰后可加1,2滴缝纫机油或钟表油，其余动力轴承加凡上林或黄油。

(7)电磁离合器衔铁与磁扼之间的距离以2}3mm为宜，出厂时已调整好，使用单位不必再调整。如需调整时，应先打开侧盖，拧松调整螺母上的内三角螺钉，然后用一个圆钉插入调整螺母上的圆孔内，搬动调整螺母或转动皮带轮，使衔铁端面上三个钢球不接触磁扼端面即可。若断电情况下钢球擦着磁扼端面，会产生过大的能量损失。间隙调好后必须拧紧调整套上的螺钉。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(8)实验完毕后，按住“放摆”按钮，摆锤转到铅垂位置时，松开“放摆”按钮，切断电源【读数与计算】

指示机构的作用是将实验的试样所吸收的功的大小显示出来，摆锤对试样所做的功的计算公式如下:式中，M为摆锤力矩;为冲击前摆锤扬角;为冲断试样后摆锤的升起角。如果不计算摩擦损失及空气阻力等因素，则消耗于冲断试样的功就等于冲击前摆锤所具有的位能减去冲击后摆锤所剩余的位能之差值上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机由于摆锤的力矩M和冲击前摆锤的扬角均为常数，因而只要已知冲断试样后摆锤的升起角，即可根据上式算出消耗与冲断试样的功。本试验机已经预先根据上述公式将相当于各升起角的功的数值算出来直接刻好在度盘上，因此冲击后可以直接读出消耗于冲断试样的功的数值，不必另行计算。一般试样都有切槽，但试样切槽处的横截面积并不等于100m2，因而冲击后度盘上所读取的数值并不是材料的单位冲击韧性，为了求出材料的单位冲击韧性Ak,需要把试验后得到的数据除以试样在切槽处的断面积，即: Ak=AK/F上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机在做标准试样试验时，F=0.8cm2【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)在安装试件之前先进行空打，记录试验机因摩擦阻力所消耗的能量，并校对零点。

(2)稍抬摆锤，将试件紧贴支座放置，并使试件缺口的背面朝向摆锤刀刃，试件缺口应位于两支座对称中心，其偏差不应大于0.5mm。上一页下一页返回第二节JB-300B型冲击试验机(3)按动“取摆”按钮，抬高摆锤，待听到锁住声后，方可慢慢松手。按动“冲击”按钮，摆锤下落，冲断试件，并任其向前继续摆动高点后回摆时，再将摆锤制动，从刻度盘上读取摆锤冲断试件所消耗的能量。

(4)将摆锤下放到铅垂位置，切断电源，取下试件

2.注意事项应先安装试件，后抬高摆锤。当摆锤抬起后，严禁身体进入摆锤的打击范围内。试件折断后，切勿马上拣动。上一页返回第三节BWQ-1型纯弯曲梁实验装置【结构组成】

纯弯曲梁为低碳钢，弹性模量E约210GPa，泊松比u为0.28。图1.3.1和图1.3.2为BWO-1型纯弯曲梁及贴片示意图【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)开箱后将该装置上的传感器的四芯插头连接到测力仪或综合测试仪上。

(2)将数字测力仪开关置开，预热10分钟，并检查该装置是否处于正常实验状态

(3)将应变片按实验要求接至应变仪;下一页返回第三节BWQ-1型纯弯曲梁实验装置(4)对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数;测力仪用螺丝刀进行调零。

(5)分级加载，以每级500N，加至4000N,记录各级载荷下各应变片的应变读数(也可根据实验者需求，另定加载方案);(6)实验完毕，卸去载荷，将测力仪开关置关;(7)根据实验要求进行数据处理。

2.注意事项

(1)每次实验时，必须先打开测力仪，方可旋转手轮，以免损坏实验装置(如传感器、纯弯曲梁等)。

(2)每次实验完，必须卸载，即测力仪显示为零，再将测力仪开关置关。

(3)该装置只允许加4500N载荷，超载会损坏实验装置。上一页返回第四节BDCL-1型等强度梁实验装置【用途】BDCL-1型等强度实验装置是为材料力学实验设计的。在此装置上可完成的实验有以下两种:(1)测量电桥应用实验;(2)等强度梁应变测定实验【构造】BDQ-1型等强度实验装置如图1.4.1所示。其体积小(外形尺寸365x150x270)，重量轻(约4k幼，珐码加载(每级200g)，操作轻便，加载量准确，不易损坏，便于保管和使用。下一页返回第四节BDCL-1型等强度梁实验装置等强度梁的变形由珐码4加载产生，用等强度梁上已粘贴好的应变片可完成测量电桥应用实验和等强度梁应变测定实验;若另配磁性表座和百分表，可完成等强度梁位移测定实验和位移互等定理验证实验。

等强度梁采用低碳钢材料，其弹性模量E=210GPa，u=0.28【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)将应变片按实验要求接至应变仪。

(2)对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数。上一页下一页返回第四节BDCL-1型等强度梁实验装置(3)分级加载，以每级1个珐码10N,加至4个珐码40N,记录各级载荷下各应变片的应变读数。

(4)实验完毕，卸去载荷，将应变仪开关置关

(5)根据实验要求进行数据处理

2.注意事项

(1)开箱后，将实验装置取出，安装珐码挂盘时必须把挂盘放人等强度梁的槽中(见图1.4.1中A处)。

(2)必须调节水平调节螺钉5，使该装置处于水平状态。上一页返回第五节BWN-1型弯扭组合实验装置【用途】

本装置是为材料力学实验设计的。在此装置上可完成的实验有以下两种:(1)复合抗力下的应力、应变测定;(2)受弯扭组合作用的薄管其表面任何一点主应力大小和方向的测定。【构造】BWN-1型弯扭组合实验装置如图1.5.1所示，它由薄壁管1(已经粘贴好应变片)，扇臂2，钢索3，传感器4，加载手轮5，座体6，数字测力仪7等组成实验时，转动加载手轮，传感器受力，有信号输给数字测力仪，此时，数字测力仪显示的数字即为作用在扇臂端的载荷值，扇臂端作用力传递至薄壁管上，薄壁管产生扭矩组合应变。下一页返回第五节BWN-1型弯扭组合实验装置实验装置的架体设计采用封闭型钢及铸件配制而成，表面经喷漆处理，蜗杆及螺旋机构为内藏式。配用S型测力传感器，具有良好的温度特性，有较强的抗疲劳性和抗偏载力。测量范围:0~500N;输出灵敏度:1mV/V12%;综合精度:0.05%F.S;非线性:0.02%F.S;过载能力:20%;环境温度:-10℃~+40℃。实验台架一体化设计，通过旋转手轮加载，可测拉压力，拉力为正，压力为负。弯扭薄壁管采用高强度铝合金精密加工而成，表面经氧极化处理，试件上所贴应变片使用M-610环氧树脂胶，其为高精度传感器和应力分析测量时贴应变片的专用胶。上一页下一页返回第五节BWN-1型弯扭组合实验装置薄壁管材料为铝合金，弹性模量E为70GPa，泊松比u为0.33。薄壁管截面尺寸如图1.5.2所示，截面I-I为被测试截面，取上下两个被测点，在每个被测点上贴一枚应变片(45o,0o,45o)，共计6枚应变片，供不同的实验目的选用。【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)开箱后将该装置上的传感器的四芯插头连接到测力仪或综合测试仪上。

(2)将数罕测力仪开关置开，预热10min，并检查该装置是否处于正常实验状态。上一页下一页返回第五节BWN-1型弯扭组合实验装置(3)将应变片按实验要求接至应变仪。

(4)逆时针旋转手轮，预置50N初载。

(5)对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数;测力仪用螺丝刀进行调零。

(6)分级加载，以每级50N，加至400N,记录各级载荷下各应变片的应变读数(也可根据实验者需求，另定加载方案)。

(7)实验完毕，卸去载荷，将测力仪开关置关。

(8)根据实验要求进行数据处理。上一页下一页返回第五节BWN-1型弯扭组合实验装置2.注意事项

(1)每次实验时，必须先打开测力仪，方可旋转手轮，以免损坏实验装置(如传感器、薄壁铝管等)。

(2)每次实验完，必须卸载，即测力仪显示为零，再将测力仪开关置关。

(3)该装置只允许加500N载荷，超载会损坏实验装置。上一页返回第六节BDCL-2压杆稳定实验装置

BDCL-2压杆稳定实验装置是为了完善和改进材料力学实验而研制的。该装置体积小巧，功能丰富，测力传感部分与实验台一体化设计，加载方便准确。该装置通过压杆上端、下端、中间支承的灵活组合，能实现数}一种实验项目。通过综合测试仪与计算机实时采集，达到应变与力同时观测记录。【用途】

本装置是为材料力学实验设计的。在此装置上可完成的实验有以下两种:(1)绘制各种支座条件下细长压杆的应力应弯曲线，确定临界载荷Pcr并与理沦值进行比较，验证欧拉公式;下一页返回第六节BDCL-2压杆稳定实验装置(2)比较在各种支座条件下细长杆的长度系数和临界应力。【构造】BDCL-2压杆稳定实验装置如图1.6.1所示。实验台配备的支座有几种具体的约束条件，如图1.6.2所示。【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)开箱后将该装置上的传感器的四芯插头连接到测力仪或综合测试仪上。

(2)将数字测力仪开关置开，预热10min，并检查该装置是否处于正常实验状态。

(3)将应变片按实验要求接至应变仪。上一页下一页返回第六节BDCL-2压杆稳定实验装置(4)对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数;测力仪用螺丝刀进行调零。

(5)拟订加载方案。加载前用欧拉公式求出压杆临界压力pcr的理沦值，在预估临界力值的80%以内，可采取大等级加载，进行载荷控制。例如可以分成4~5级，载荷每增加一个△p，记录相应的应变值一次，超过此范围后，当接近失稳时，变形量快速增加，此时载荷量应取小些，或者改为变形量控制加载，即变形每增加一定数量读取相应的载荷，直到△p的变化很小，即渐进线的趋势已经明显为止。上一页下一页返回第六节BDCL-2压杆稳定实验装置(6)实验完毕，卸去载荷，将测力仪开关置关

(7)根据实验要求进行数据处理。2.注意事项(1)每次用完之后，擦拭干净，支座、平错压头及滚珠必须保持润滑。(2)传感器不要经常拆卸，实验做完将力卸去。上一页返回第七节BDCL型材料多功能实验台【用途】

本装置是将多种材料力学实验集中一个台上进行，使用时稍加准备，即可进行教学大纲规定内容的多项实验在此装置上可完成的实验有以下10种:(1)电阻应变片灵敏度系数的标定;(2)材料弹性模量E，泊松比μ的测定;(3)偏心拉仲实验;(4)悬臂梁实验;(5)测量电桥应用实验;(6)工字梁纯弯曲实验;下一页返回第七节BDCL型材料多功能实验台(7)T形梁纯弯曲实验;(8)楔形梁纯弯曲实验;(9)复合梁(钢、铝合金)纯弯曲实验;(10)叠梁(钢、钢)纯弯曲实验【构造】BDCL型材料多功能实验台如图1.7.1所示。

本实验装置除了此实验台外，还配有相关的配件，包括工字梁、T形梁、楔形梁、叠梁(钢、铝)、复合梁(钢、铝合金)、悬臂梁，标定梁，百分表等。上一页下一页返回第七节BDCL型材料多功能实验台【技术参数】(1)试件最大作用载荷:5KN(2)加载机构作用行程:55mm(3)手轮加载转矩:0一2.6N·m(4)加载速度:0.1mm/转(手轮)(5)本机重量:124kg(6)外部尺寸:650(长)x700(宽)x1100(高)上一页下一页返回第七节BDCL型材料多功能实验台【操作步骤及注意事项】1.操作步骤

(1)选择相应的实验配件，并正确安装

(2)开箱后将该装置上的传感器的四芯插头连接到测力仪或综合测试仪上。

(3)将数字测力仪开关置开，预热10min，并检查该装置是否处于正常实验状态

(4)将应变片按实验要求接至应变仪

(5)对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数;测力仪用螺丝刀进行调零。

(6)分级加载，记录各级载荷下各应变片的应变读数(也可根据实验者需求，另定加载方案)。上一页下一页返回第七节BDCL型材料多功能实验台(7)实验完毕，卸去载荷，将测力仪开关置关。

(8)根据实验要求进行数据处理。

2.注意事项

(1)每次实验时，必须先打开测力仪，方可旋转手轮，以免损坏实验装置(如传感器、薄壁铝简等)。

(2)每次实验完，必须卸载，即测力仪显示为零，再将测力仪开关置关。

(3)该装置不得超载，否则会损坏实验装置。上一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪因此占用空间更小，使用更方使;同时，口}迪过USB接口与配套侧试软件方使地实现显示、存储、参数修正及生成测试报告的工作，该系列仪器通过RS-485组成一套静态应变测量虚拟仪器测试系统。该综合参数测试仪通过配接材料力学实验台，适合电测法材料力学实验使用。该综合测试仪采用多表头LED显示，测力(称重)与普通应变测试同时工作且互不影响。测力部分通过对测量参数的正确设置，能适配绝大多数应变力(称重)传感器应变测量部分采用现代应变测试中常用的预读数法自动桥路平衡的办法，增强学生对现代测试尤其是虚拟仪器测试的基本概念和使用方法的了解，测量迅速且准确。下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪【性能特点】(1)全数字化智能设计，数字键与功能键配合使用，非常便于各种参数设置，多测点同时显示，操作简单，测量功能丰富，经USB接口与计算机连接后配合相应软件组成虚拟仪器测试系统，通过串口RS-485扩展，系统可扩256台。

(2)采集速度高，软件对测点的应变值及测力通道进行实时监视，2s完成对所有测点的采集，减初始应变的测值、含初始应变的测量值可自动转换，测量数据按命令进行多级存储，测量点减初始应变值(加载值)可绘坐标图等功能。

(3)组桥方式全面，可组1/4桥、半桥、全桥，适合多种力学实验。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪(4)配接力传感器测量拉压力，传感器配接范围广。

(5)测点切换采用进口优质器件程控完成，减少因开关氧化引起的接触电阻变化对测试结果的影响。

(6)采用仪器上面板接线方式，接线简单方便;接线端子采用进口端子，接触可靠，不易磨损。

(7)该软件配有的八大模块功能集成实验理沦依据并直接将采集数据生成实验报告，便于实验教学【系统组成】

该测试仪采集系统原理如图1.8.1所示。【技术指标】

该测试仪技术指标如表1.8.1所示。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪【连接方法及操作步骤】

本系统在使用前应在断电状态下按图1.8.2连接

1.应变仪使用说明

(1)PC机与CML-1H的连接。用专用USB连机线把一台CML-1H的USB接口与计算机的USB接口联接。把连接计算机的CML-1H应变仪作为主机并设置站号为N0.O1(开机自检后机号显示位闪烁，由数字键输入0和1，后确定)，为系统中的第一站点。用专用扩展电缆(灰线)把第二台CML-1H应变仪COM1口与第一台的COM2口连接，此台设置站号为N0.02(开机自检后机号显示位闪烁，由数字键输入0和2，后确定)，就成为系统中的第二站点;N0.02的COM1口与下一台的COM2口连接，此台设置站号为N0.03，为系统中的第三站点，依次类推连接其他仪器，即完成与微机连接准备工作。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪注意:在运行采集软件前，必须严格按要求设置系统仪器联机站号，多台联机时，联机站号由01顺序向下设置，不能有相同站号。如不联机测试可单独使用，即直接点击“确定”键，直接进入测量界面。

(2)应变片与CML-1H的连接。每组测点组成同一种电桥的接线方式如图1.8.3，图1.8.4，图1.8.5所示。

同时为了方便用户的使用，应变仪每一组内的测点也可根据需要组成不同方式的电桥。全桥方式只须接好对应电桥的ABCD端即可。1/4桥、半桥、全桥的混合接线如图1.8.6所示。

每一测试组连线应使用屏蔽电缆，长度相等，应变片阻值也应预先挑选，使其基本相等，以利于桥路平衡。测量时桥路图如图1.8.7所示。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪2.具体操作说明数字键(0~9)的功能:数字键由数字0~9以及增(▲)、减()键组成，主要用于数据采集通道的显示切换及应变片K值大小的设置及测力标定。

功能键的功能:功能键共6个键，即“K值设定”键、“应变清零”键、“应力清零”键、“标定”键、“确定”键及“返回”键键盘的详细操作介绍有以下几点:(1)切换显示测点。用户可通过数字键1,2,3来实现测点切换。键盘输入2，则表头显示7~12测点应变，键盘输入3，则表头显示13~16测点应变。用户也可以通过增键(▲)、减键()的控制来实现测点的切换。如图1.8.8所示。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪

(2)K值修正。当应力表头显示测量界面时，用户按“K值设定”键将表头显示切换为K值修正界面，查看K值或对K值进行修正，即由数字键输入对当前通道K值进行修改。例如，当前K值为2.000,若操作者输入四位数如1999，则表头K值指示修正为1.999，完成对应变片K值的设置，按“确定”键保存对该通道K值修正，并自动切换到下一通道;若按“K值设定”键则将16通道K值统一修改为与当前测点相同K值1.999并自动保存退回测量界面;按“返回”键返回测量界面不对设置进行保存。应变值与K值显示最显著的差别是显示应变时6个表头显示测点和测量值，而K值则只有处于当前设置的通道有K值显示，其他表头为关闭状态。如图1.8.9所示。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪(3)应变清零。按“应变清零”键，对所有应变测点进行清零

(4)应力清零。按“应力清零”键，对传感器输入通道清零

(5)传感器标定。按“标定”键可以标定测力通道所接传感器参数，即传感器满量程和灵敏度系数(mV/V)。第一步:设置传感器的单位，如图1.8.10所示。按一下面板上的“标定”键，这时测力数字表头左数第一位显示L，在此状态下面板上数字键1~4与单位指示灯t,kN,kg,N顺序对应，根据传感器的单位按一下对应的数字键，面板上对应的单位指示灯点亮，按“确定”键，对设置保存，测力数字表头左数第一位显示的L值消失，传感器单位设置完成。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪

第二步:设置传感器的灵敏度，如图1.8.11所示。这时数字表上显示带小数点的四位数，输入传感器灵敏度，如1.988mV/V，直接按数字键1,9,8,8即可(注意:一定要输全4个数字)，按“确定”键保存进入下一步。第三步:设置传感器的满量程，如图1.8.12所示。测力数字表头左数第一位显示H，右侧四位显示满度值，进入输入传感器的满量程值，如100N，直接按数字键1,0,0即可，按“确定”键，保存设置。第四步:过载设置，如图1.8.13所示。此时数字表头左数第一位显示E,右侧四位显示过载报警值，如100，直接输入1,0,0即可，当传感器加载到设置值时警报器会发出蜂鸣报警，按确定返回测量状态，全部标定设置工作完成。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪以上四步标定过程都可以按“返回”键，放弃标定操作直接返回测量界面。仪器连接好应变片并检查无误后打开电源，7组数码管发亮由5~0递减显示完成仪器自检后机号显示位闪烁，由数字键输入该仪器在测试系统的联机站号后按“确定”键(注意:在运行采集软件前，必须严格按要求设置系统仪器联机站号，如不联机测试可单独使用，即直接点击“确定”键。应变表头数字面板左部1一2位显示测点位置，第3位显示正负号，第4~8位显示应变值或K值(仪器设置的应变片灵敏度系数)。预热40min~1h，检查每个测量点初始不平衡值，如是较小不平衡数值并稳定时，表示此点连接正确。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪出现大的不平衡数值或数字“E”时，应查明应变片或导线是否断、短路或其他异常情况，根据具体情况排除故障。经此检查正确后对各通道清零后给测件加载，加载完成后按数字键切换显示测点查看记录载荷值，仪器约以每秒所有点的速率进行表头刷新显示。

3.测力仪使用说明

(1)传感器与测力仪的连接本仪器面板上部左侧装有一个五芯航空插头座，这是用于应变式拉压力传感器与本测试仪连接的。随机配件中附有一个五芯航空插头，应将其用电烙铁焊到传感器的输出线上。目前市场上常见的应变式拉压力传感器(称重传感器)从受力结构上有多种，如柱式、S型、悬臂梁、轮幅式及孔幅式等，一般力学实验室采用柱式或S型传感器;从接线上一般分为4线、6线接法。通常各厂家对接线的定义有以下两种:上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪四线制接法:激励+、激励-、信号+、信号-、屏蔽(地)。六线制接法:激励+、激励-、信号+、信号-、屏蔽(地)、反馈+、反馈-。

测力仪的五芯航空插头接线定义如图1.8.14所示对于四线制接法直接将传感器的输出线与航空插头的对应线端焊接到一起，装好插头即可。对于六线制的传感器应将传感器的激励+与反馈+两条线绞合到一起，焊到航空插头的1，即激励+端;将激励-与反馈一两条线绞合到一起，焊到航空插头的2，即激励一端。其它接线与对应序号的接线端焊接起来即可。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪(2)传感器与测力仪配合使用的标定设置。传感器与测力仪第一次配接时必须进行标定设置。一般应变力(称重)传感器的生产厂家在出厂合格证(或检测报告)中，应提供以下两个指标，以供本测力仪的标定工作。一是传感器满量程:如1t,200kN,500kg,500N等。一般用户购买传感器时应已按照自己实验的要求选择好，所以此处不用说明，只应注意在使用传感器的过程中不应使传感器过载，以免损坏传感器。同时在标定时注意满量程的单位，以便标定时输入。二是传感器灵敏度(部分厂家将该指标定义为额定输出):如1.988mV/V该指标指的是传感器在受到满量程载荷时的输出值。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪得到该传感器的上述指标后就可进行标定设置工作了。

(3)测量面板输入端插入力传感器，接通220V电源并将电源开关拨向“通”，完成仪器自检后进入工作状态，仪器预热半小时后，对表头显示传感器初始零点进行清除，方法是按“测力清零”键，表头显示值为。，测量即可开始。对传感器施加拉压力，这时仪器表头显示值即为测量到的力值，拉力指示为正，压力指示为负，当载荷达到报警设置值时仪器报警。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪【数据采集分析程序的运行操作】(1)测量软件的安装。在WINDOWS98,Me,2000,XP系统下的安装:进入“CML-1H测量系统安装(forWINDOWS)”文件夹中，双击setup执行文件，即可按提示安装。软件默认安装路径在系统文件所在根目录下的“ProgramFiles"下，也可自己设置安装路径。然后，检查系统连线，开机设置联机站号后方可运行软件。

(2)对计算机的要求:建议使用电磁兼容指标合格的品牌机及正版WINDOWS软件，计算机应配有USB接口。在完成系统的连接与检查后，将仪器预热45min后进行测量。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪【使用及维护】1.请用户在使用本仪器前要仔细阅读使用说明书，避免连线和操作错误，给测量带来困难。

2.仪器应尽可能在0℃~40℃的温度环境中使用，避免阳光强烈照射。

3.避免在高温度条件下使用，并尽量远离磁场源(电机，大变压器)，减小仪器干扰，并避免静电干扰及对元器件的损害。

4.要求测量片与温度补偿片的阻值尽量选用一致，所用的连接导线线径和长度相同，这样便于平衡

5.测量片与补偿片不受阳光暴晒、高温辐射的影响，补偿片应贴在与试件相同的材料上，与测量片保持同样的温度，应变片对地绝缘电阻应在500MΩ以上。上一页下一页返回第八节CML-1H系列应变&力综合测试仪6.本仪器必须使用三孔电源线，连接电源前应检查三孔插座中孔是否接地，如未接，请务必将中孔接地，以免机箱产生感应电，影响仪器准确度及使用者的人身安全。【故障与检修】

如果仪器不能正常工作，可参考表1.8.2所述方法以帮助快速解决一般的问题。上一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统【用途】WS-ZHT2振动综合实验教学系统为理沦力学实验设计的。在此装置上可完成的实验有以下几种:(1)简谐振动振幅、频率测量实验;(2)机械振动系统固有频率测量(正弦扫频)实验;(3)机械振动系统固有频率测量(里莎育图)实验;(4)二自由度及多自由度系统的各阶固有频率和主振型测量实验;(5)多自由度系统的强迫、衰减振动的幅频特性、固有频率实验实验;(6)半功率带宽法阻尼比测量实验;下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统(7)衰减法阻尼比测量实验;(8)简支梁和连续弹性体悬臂梁的固有频率、主振型测量实验;(9)动、静应变测量实验(需要配应变仪);(10)简支梁锤击法结构模态振型量实验;(11)悬臂梁锤击法结构模态振型量实验;(12)单式吸振器吸振实验;(13)复式吸振器吸振实验;(14)油阻尼实验;(15)拍振实验;上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统(16)主动隔振实验;(17)被动隔振实验;(18)二、三自由度钢弦振型测量实验;(19)振动谱分析、数字滤波、信号处理和分析【构造】1.“振动综合实验教学系统”构成(见图1.9.1)(1)振动综合实验台;(2)组合式简支梁和悬臂梁;(3)圆盘结构体;(4)接触式激振器及功率放大器;(5)非接触式激振器及功率放大器;(6)电荷加速度传感器上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统(7)力锤;(8)单式、复式减振器;(9)主动、被动隔振器，调压器;(10)二、三自由度钢弦，配重块;(11)、静应变仪(选配);(12)电荷、电压、滤波、积分四功能放大器;(13)数据采集仪;(14)结构振动综合教学仪;(15)振动分析教学软件;(16)计算机(自备)上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统2.配套仪器介绍

(1)振动综合实验台、配套仪器振动综合实验台如图1.9.2所示。型号:WS一ZHT2

配置:圆盘、工具槽、调速器、油阻尼器、单式、复式吸振器、主动隔振器、被动隔振器、接触式激振器、非接触式激振器、仪表架、等强度梁(选配)、力锤+力传感器、加速度传感器+磁座、钢弦、1kg配重块2个、组合简支梁和悬臂梁、磁力配重块可移动位置、二、三自由度钢弦、振动教学仪。数量:1套(标准配置)。功能:简支梁和悬臂梁在激振器或锤击作用下产生受迫振动和变形，结合其他装置通过测试系统可测出多项振动题目。上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统

(2)WS-5923振动综合教学仪。WS-s923振动综合教学仪(见图1.9.3)已内置2通道电荷放大器、2通道动静应变仪(选配)、功率放大器、程控扫频信号源、14路数据采集。

(3)激振器及功率放大器。

1)接触式激振器指标:最大激振力10N;最大振幅13mm;频率范围20~1000Hz;最大点电流0.5A;质量1kg;动圈直流电阻3Ω。数量:1台(标准配置)。功能:激励实验台主梁，产生振动，在软件的控制下提供可控振动。上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统2)非接式触激振器。

指标:最大激振力50g;频率范围10~1000Hz;最大点电流0.3A;质量0.2kg。数量:1台(标准配置)。功能:激励实验台的钢弦，产生振动，在软件的控制下提供可控振动。

3)功率放大器指标:输出功率20W;输出电压10V;输出电流1A;频率范围10~10kHz;信噪比〕70dB;失真,1%;电源220V/50Hz;质量2kg

数量:1台(振动教学仪内置)。功能:为激振器提供放大功率。上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合实验教学系统(4)电荷放大器和动、静应变仪

1)电荷放大器指标:①电荷输入范围0.1pC~50000pC;电压输入范围0.1Vp~5Vp;②输入选择电荷、电压;③功能选择及频响;线性电荷输入:0.16Hz~20kHz(直通);电压输入1Hz~20kHz(隔直);④积分:积分I0.1Hz~100Hz;积分II;1Hz~1kHz;积分III;10Hz~10kHz;⑤低通滤波7档转折频率:10Hz,40Hz,100Hz,1kHz,5kHz,10kHz,20kHz;衰减速率:-140dB/oct;⑥电荷增益:0.001,0.01,0.1,1,10五档;⑦电压增益:1,10,100,1000,10000五档;数量:2通道(振动教学仪内置);功能:可以放大电荷加速度计和力锤信号，输出信号供数据采集。上一页下一页返回第九节WS-ZHT2振动综合