一、簡介
TDKZ-10型微機控制電子抗折抗壓試驗機采用自主研制的驅(qū)動控制器、嵌入式平板電腦及運用現(xiàn)代的數(shù)字測控技術(shù)實現(xiàn)對試驗機的加載過程的自動控制，具有控制精度高、可靠性好、操作方便等特點，并按照GBT16491-2008 《電子式萬能試驗機》和JJG 475-2008 《電子式萬能試驗機》進行生產(chǎn)和檢驗，能夠滿足GB、ISO、ASTM等標準對于水泥等材料抗折實驗的相關(guān)試驗要求。
二、主要技術(shù)指標
1、最大試驗力： 10000N
2、測量精度范圍： 500N~10000N
3、示值相對誤差： ≤±1%
4、應力速率范圍： 30N/s—100N/s
5、應力速率相對誤差： ≤±2%
6、上下壓板間距離： 185mm
7、承壓板直徑 ф80mm
8、絲桿最大行程 50mm
9、絲桿直徑 ф32mm
10、最大靜轉(zhuǎn)矩 1.8N•m
11、外型尺寸 224mm×524mm×685mm
12、凈重 45kg
三、試驗機結(jié)構(gòu)與原理
1、結(jié)構(gòu)：試驗機由步進電機、減速器、滾珠絲桿、主機架、傳感器及嵌入式平板電腦和控制主板組成。采用兩根立柱將上梁與臺面板連在一起，滾珠絲桿機構(gòu)安放在臺面板上，構(gòu)成試驗機的主機架（見附圖1）。采用步進電機加減速機和滾珠絲桿連接，帶動滾珠絲桿上下運動。控制工作平穩(wěn)且噪聲低。采用嵌入式平板電腦時，嵌入式平板電腦箱子安裝在立柱的右邊。
2、工作原理：（圖1示出了試驗機整體原理圖）
機械加載原理：嵌入式平板電腦發(fā)送控制命令到步進電機驅(qū)動器，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，步進電機帶動減速器再帶動滾珠絲桿上下運動。
自動加載原理：在主機架的橫梁下配置了一只負荷傳感器，嵌入式平板電腦通過采樣電路獲取傳感器的輸出信號，變換成力值信息，根據(jù)該力值信息反饋給嵌入式平板電腦的控制程序，根據(jù)PID算法給出下一步的控制信號來驅(qū)動步進電機，從而完成自動加載功能。
圖 1、 試驗機機械原理圖
四、試驗機的安裝
1、試驗機應安裝在穩(wěn)固的基礎上，環(huán)境應清潔干燥，無腐蝕性氣體，附近沒有強震源。如安放在桌子上，應該保證桌子穩(wěn)固。
2、試驗機外殼必須保證良好的接地，否則將會影響到傳感器的穩(wěn)定性，從而影響到壓力機的力值精度。
3、 開壓力機的后板，查看內(nèi)部的電器接頭有無松動，電線連接是否完好，如發(fā)現(xiàn)松動應及時解決。
五、試驗機測控軟件的安裝
對于嵌入式系統(tǒng)，測控軟件在出廠時已經(jīng)安裝完畢，因此無需安裝。
六、水泥膠砂抗折試驗操作
本系統(tǒng)管理員密碼為“123”
1. 開啟TDKZ-10機器電源，EPC-70平板電腦將隨機啟動，在主界面當中點擊【開始試驗】進入試驗主界面，如下圖所示：
EPC主界面截圖
水泥膠砂抗折試驗主界面截圖
2. 在試驗主界面中點擊【試樣組號】，填入相應組號。
3. 在試驗主界面中點擊【試樣齡期】，選好相應天數(shù)。
4. 試樣塊數(shù)、試樣邊長、跨距、加載速度已根據(jù)標準默認好。
5. 在試驗主界面中點擊【位置調(diào)整】，利用升、降調(diào)整好工作臺位置。
6. 放置好試塊，在試驗主界面中點擊【開始試驗】，工作臺往上升，當試塊與夾頭接觸產(chǎn)生力值，機器以50N/s速度加載直到試塊碎裂。
7. 試塊碎裂，程序采集到結(jié)果，機器自動往下降。下降時間可通過【試驗參數(shù)】→【控制器參數(shù)】→【抗折卸載延時（s）】調(diào)整。
8. 放上第二塊試塊，點擊【開始試驗】，機器以50N/s速度加載直到試塊碎裂。
試塊碎裂程度可通過【試驗參數(shù)】→【試驗過程參數(shù)】→【破碎判斷方法】調(diào)整。
9. 放上第三塊試塊，點擊【開始試驗】，機器以50N/s速度加載直到試塊碎裂。
10. 三塊為一組，一組試驗結(jié)束，程序計算出“有效強度”。（當試塊成不了三塊一組時，可點擊【結(jié)束一組】）如下圖所示：
水泥膠砂抗折試驗結(jié)果界面截圖
11. 在試驗主界面中點擊【報表數(shù)據(jù)】，先點擊試驗月份【201403】，再點擊本次試驗組號【2013-9-29-006】，可以預覽和打印試驗結(jié)果。本機裝有串口微型打印機，打印紙用完可以購買57mm的熱敏打印紙補充。
七、力值檢定操作
本系統(tǒng)中校準和檢定沒有明顯區(qū)別，都可以對誤差進行修正。
1. 開啟TDKZ-10機器電源，EPC-70平板電腦將隨機啟動，在主界面當中點擊【校準檢定】，如下圖所示：
EPC主界面截圖
2. 點擊【檢定】，EPC-70進入傳感器檢定主界面，如下圖所示：
校準檢定主界面截圖
3. 點擊【參數(shù)】，EPC-70進入傳感器檢定參數(shù)界面，如下圖所示：
傳感器檢定參數(shù)界面截圖
本系統(tǒng)以快慢兩個速度切換來配合檢定，快速加載到檢定點附近后再切換到慢速走過檢定點，有效提高檢定速度和準確度。
Ø 快速加載速度：建議50N/s
Ø 慢速加載速度：建議5N/s
Ø 自動快慢速：配合“提前量”使用。
4. 點擊【校準點數(shù)】，設置好本次檢定點的個數(shù)，點擊【下一頁】，設置好具體的檢定值。設置結(jié)束【點擊】返回，觀察檢定主界面“標定值”的變化。
5. 換上隨機器附帶的上壓板，放置好標準器。
6. 點擊【開始】，機器工作臺往上升（注意清零），壓板與標準器接觸產(chǎn)生力值，此時機器以“50N/s”速度加載，但加載到檢定點附近時，點擊【慢速】，機器以“5N/s”速度壓到檢定點，當機器力值走到和標準器力值一致時，點擊【力值-時間 曲線圖】框打點，采集到機器力值與標準器力值之間的誤差。如下圖所示：
采集到第一檢定點值截圖
7. 點擊【快速】，機器繼續(xù)以“50N/s”速度加載到下一檢定點附近時，再次點擊【慢速】，當機器力值走到和標準器力值一致時，再次點擊【力值-時間 曲線圖】框打點，采集到第二點的誤差，以此類推。
8. 檢定點全部打點結(jié)束，觀察誤差，點擊【操作】進入修正和打印檢定結(jié)果界面。如下圖所示：
傳感器檢定操作界面截圖
9. 點擊【串口打印最近標定/檢定結(jié)果】，將打印出本次檢定結(jié)果。
10. 如果誤差超出范圍需要修正，點擊【替換標定表】進入修正界面，點擊【修改】將以本次結(jié)果為準。完成后返回檢定主界面。
一次完整檢定結(jié)束，下次檢定可以跳過1、2、3、4、5步驟。
八、加載速度的檢測
加載速度的檢測自500N至10000N區(qū)段中選定。檢測舉例如下：如要檢測加載速度： 10N/s，則先準備好檢具：秒表（分辨率為0.01秒），安裝好標準器，設定好加載速度(10N/s)，任意設定其它試驗條件，點擊【運行】按鈕，試驗機開始自動加載，加載到1000N時，即時按下秒表，以后每隔一定的力值(一般為1000N)，按下秒表讀數(shù)，即可換算出速度值。
九、注意事項
1、試驗機及測控箱必須接單相交流220V±10% 500W電源，而且電源插座中的接地腳必須接地；
2、 驗機主機外殼必須可靠接地；
3、開機前必須檢查機器上的連接線有無松動脫落，如使用計算機，則計算機在退出時，要按操作系統(tǒng)規(guī)則正常退出；
4、試驗過程中，如出現(xiàn)突然斷電，則重新來電后，開啟嵌入式平板電腦系統(tǒng)，進入界面并調(diào)節(jié)工作臺位置使其脫離接觸狀態(tài)；
5、打開電氣系統(tǒng)外殼前或人離開試驗機前，必須先關(guān)閉總電源；
6、若有問題，請即時與廠家聯(lián)系。
十、關(guān)鍵零部件
本設備的主要零部件采用如下表所示：
| 名稱 | 規(guī)格型號 |
| 主機架 | DYE -10 |
| 減速機 | 自制 |
| 傳感器 | 10 kN |
| 嵌入式平板電腦 | EPC-70 |
| 步進電機 | 57BYGHR310-02I |
| 常見故障 | 產(chǎn)生原因 | 排除方法 |
|
沒有檢測到正常的A/D 信號 |
1、 串口通訊出問題 2、 控制板出問題 |
1、 檢查串口連線,并確認 連接 2、更換控制板 |
| 控制器未正常連接 |
1、起始參數(shù)設置不正確 2、控制線沒接好 |
1、確認快升步數(shù)參數(shù) 2、接好控制線 |
| 運行后力值沒有顯示 |
1、程序出錯 2、傳感器沒信號輸入 3、 控制板出問題 4、 傳感器出問題 |
1、重新啟動程序或重裝程序 2、檢查傳感器連線 3、更換控制板 4、更換傳感器 |
| 運行后上升速度很慢 |
1、控制參數(shù)不夠大 2、開環(huán)控制量不夠 |
1、加大控制參數(shù) 2、加大開環(huán)控制量 |
| 加載速率不穩(wěn)定 |
1、控制參數(shù)設置不理想 2、傳感器采樣不穩(wěn)定 |
1、 參照說明書重新設置控 制參數(shù) 2、接好屏蔽線 |