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电瓷弯扭试验机测力显示部分的改造

2017-08-18 08:53:14本网

  高压电瓷制品的弯曲试验和扭转试验是通过电瓷弯扭试验机来实现的,我所一直使用的是1981年制作的10t(100kN)电瓷弯扭试验机近几年来,测力显示部分频发故障,主要表现为数字表显示闪烁,无法读取;直流放大器和稳压器性能不稳,有时无法工作,测力传感器常用的2kN至20kN段内明显超差(单独对传感器进行测试)为此,在对故障原因进行分析的基础上,着手对试验机的测力显示部分进行改造,并将非标准的“t*制改为标准的”2存在的问题及原因分析该试验机的测力显示部分框图如所示。

  试传放数字感品器压表个稳压源测力显示部分结构框图工作原理:对试品进行加力,传感器将此力转化为电压信号输出到放大器放大器对信号进行一定倍数的放大,使之变换为与所加力相对应的电压值,输出到数字电压表,由此显示出力的数值稳压源给传感器和放大器提供稳定的直流电压原试验机所用的传感器是由天水红山试验机厂加工的,使用至今己近20年。由于经常使用段集中在20kN,该段的弹性体在力卸载后不能恢复到加载前的状态,即胡克定律f=kx中的弹簧倔强系数k己不是一个常数。说明传感器己到了它的使用寿命。

  原试验机所用的放大器和稳压器插件型号为2F69型。该插件是我国70年代产品,主要采用全晶体管化分立元件构成放大器为反馈放大器,以机械斩波器调制式作为直流放大直流稳压插件采用的是晶体管串联稳压电路以当时的试制总结和使用情况来看,“随机干扰”一直存在,经分析是放大器不稳定所造成的。由于分立元件性能的分散性,例如各元件的温度系数各不相同,环境温度改变时,各自向不同方向偏离了原来的工作点,造成整体性能改变。多数晶体管工作寿命为十几年,超寿命运行使元件故障率加而故障元件在市面上己不易找到直流数字电压表PZ8是数显表第一代产品电子管数码显示采用的是逐次逼近反馈编码原理内部仍然是电子管及其它分立元件构成,不稳定的几率很高3改造方案及各部件的选取通过以上分析,必须选取能代表目前较先进技术水平,造价不高又相匹配的测力显示部件,其功能必须更强,工作状态必须稳定可靠我们选取上海电表厂PZ115型数字电压表该表是面向计算机的新颖数字电压表其ADC采用多周期脉宽调制技术,适宜作精密测量,具有相当好的抗干扰性能该表由两个单片微机控制,具有前面板自动精度校准功能,精度校正只需通过前面板按键完成后面板有CENTRONIC并行打印机接口,能连续快速地记录测量数据,误差为士0.01%*2个字(24h基本误差)其电气原理图见高稳定FET运放特殊结构组合放大器,具有较快的响应速度和很好的稳定丨性机内有一锁相环路,使测量时钟与供电频率严格同步,使整机对供电频率的干扰有相当好的抑制能力弯扭试验时,试品被破坏的瞬间受力最大,此值是试验的关键数据。“最大值保持”功能将此数据显示并保留为操作才能清除为了使测力显示稳定,首先要求有高精度和高稳定度的稳压电源我们选取航天部第44所的HSP- 1型电源稳压器,其稳定度奄K1(J5/4h(20C*2),纹波电压0.2mV,完全能满足要求如所示,将原数字电压表PZ8放置100kN轮辐式压力传感器本是通用传感器,但该弯扭机整体尺寸结构,决定了该传感器必须比普通的相应压力的要小很多所以只好放弃了现有的CT15型传感器,选取了制作周期最短的航天工业总公司第701研究所的产品,根据弯扭机的尺寸,订做了该所的BK-4型轮辐式传感器,见同时配用YC-1A型前置放大器,该放大器体积很小,不占面板,只需与相应的传感器配套,一次调好放大倍数即可,不必每次读数时计算,简化了操作。

  西安电瓷研究所100kN电瓷弯扭试验机数字电压表PZ115电器控制台HSP-1高精度稳压电源测力调零桥压制薄膜面板利用原面板将HSP-1稳压源安装在左下方,保留原调零旋钮及转换开关将多余的开孔原放大器体积及占面板面积大)用薄膜面板覆盖,将前置放大器用螺丝固定在最下层的后面板上用活动接头将电源、信号、放大器联结,便于测试和维护。

  输入端子:自上到下依次为信号高端(H)输入端子、信号低端输入端子(Lo)共模保护端子(GUARD)H接放大器输出信号高端,Lo接放大器输出信号低端,共模保护端子(GUARD)―般情况下不用,如有明显共模干扰电压时,此端子接共模电压的高端,可PZ115有多个量程选择:0.程作为测力显示,这样不会因为信号太弱而受干扰,也不会因为量程太大对放大器要求太高1,)增加成本。放大器放大倍数约为50J即nic信号连接示意图通常在无信号输入时,显示表不一定正好为零,有一本底值,面板调零旋钮对显示表进行人为调零,使其在受力之前保持零显示。

  整个安装连接完成后,用标准测力环进行校准。将桥压调到+12V,微调前置放大器YC-1A的微调螺丝,将显示值与标准力对应起来,即完成了首次整体调试5改造后的效果该弯扭机的测力显示部分,经上述改造后,简化了操作过程,整体性能稳定,改造前存在的问题都己解决。自1996年运行至今无本质性故障,连续几年校准,精度都保持在0.5% 6进一步的设想TRONIC接口可接一小型打印机,能直接打印试验结果。减轻了操作人员的工作量,而且更为客观配上GB-IB接口插座及地址开关,计算机可用PZ115快速精确地采集数据,然后进行过程分析和数据处理,提供更详尽的试验

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