فهم دقيق لتقسيم آلات اختبار المواد

مع التطوير المستمر للتكنولوجيا ، مختلفآلة اختبار الموادهناك ظهور لا نهاية له. فيما يلي مقدمة مفصلة لقسم آلات اختبار المواد من قبل Jinan Hengsi Shanda Instrument Co. ، Ltd.

يتم إجراء التحليل على الموقف الذي يتم فيه إجراء تبديل النطاق سبع سرعات باستخدام 13 بت A/D والوضع الذي لا يتم فيه تقسيم A/D 18 بت. بشكل عام ، يتم تقسيم الدرجات على آلة الاختبار إلى 100 ٪ و 50 ٪ و 20 ٪ و 10 ٪ و 5 ٪ و 2 ٪ و 1 ٪ من الحجم الكامل. بالنسبة لآلات الاختبار التي تستخدم A/D 13 بت ، تكون دقة كل ترس ± 1/4095 من القيمة الكاملة لكل ترس (يتم تقسيم السحب والضغط في اتجاهين إلى 4095 نسخة في كلا الاتجاهين). أخذ جهاز الاختبار بدقة 0.5 على مستوى ، وفقًا للمعيار ، يجب أن يصل رمز أخذ العينات الخاص بنقطة القياس الفعالة الصغيرة إلى 400 رمز ، أي حوالي 10 ٪ من القيمة الكاملة لكل ترس. وفقًا للمبادئ المذكورة أعلاه ، فإن قيمة القياس الفعالة للترس الصغير لآلة الاختبار التي تستخدم الترس المقسم هي 1 ٪ × 10 ٪ = 0.1 ٪ ، ويبلغ التداخل بين كل ترس من 10 ٪ من القيمة الكاملة لكل ترس ، وبالتالي يمكن أن يصل إجمالي نطاق القياس الفعال إلى 0.1 ٪ -100 ٪. بالنسبة للحالة التي لا يتم فيها تقسيم A/D 18 بت ، فإن حلها هو ± 1/131072 من القيمة الكاملة. وفقًا لنقطة القياس الفعالة الصغيرة ، يجب أن يصل رمز أخذ العينات إلى متطلبات 400 رمز ، والنقطة الصغيرة هي (400/131072) × 100 ٪ = 0.3 ٪ من القيمة الكاملة.

هذا فقط يلبي متطلبات تعريف الدقة النسبية لآلة الاختبار. كما نعلم جميعًا ، تأتي بيانات الاختبار في جهاز الاختبار من أجهزة استشعار مختلفة ، وأجهزة الاستشعار الحالية هي في الأساس أجهزة استشعار تمثيلية ، وإشارات الإخراج ضعيفة للغاية. يجب تضخيم هذه الإشارة بواسطة مكبر للصوت قبل نقلها إلى الكميات الرقمية بواسطة محول A/D للمعالجة. يتمثل جوهر الدرجات في تضخيم إشارات إخراج المستشعر التي تمثل نطاقات مختلفة (بالطبع تختلف قيم الإخراج أيضًا) وفقًا للتضخمات المختلفة لقيمة مجموعة موحدة ، ثم استخدم هذه القيمة الموحدة لتمثيل النطاقات المختلفة. خذ التحميل كمثال: إذا كان إخراج القيمة الكاملة لمستشعر التحميل هو 20 مليون فولت ، وبعد تضخيم 125 مرة ، يصبح إدخال القيمة الكاملة لمحول A/D 2.5 فولت ، فإن 2.5 فولت يمثل نطاق القيمة الكاملة لنطاق التحميل. إذا تم زيادة عامل التضخيم بمقدار 10 بت وأصبح 1250 مرة ، فحينئذٍ يخضع المستشعر إلى 1/10 من القيمة الكاملة ، أي أن إخراج مكبر للصوت لا يزال يصل إلى إدخال القيمة الكاملة للمحول A/D من 2.5 فولت ، وفي هذا الوقت يكون نطاق التحميل 1/10 من القيمة الكاملة. نظرًا لأن إمدادات الطاقة العاملة من مكبرات الصوت وأجهزة الاستشعار تتكون من مكونات إلكترونية مختلفة ، فإنها حتما لديها العديد من الإزاحة والانجرافات. عندما يتم تحديد الدائرة ، تعتمد هذه الإزاحة والانجرافات أيضًا عليها ، ولا تتغير بشكل أساسي مع تغيير عامل التضخيم. وهذا يعني أن إخراج القيمة الكاملة للمكبر للصوت هو 2.5 فولت يتكون من جزأين ، والآخر هو انعكاس حقيقي للقيمة المقاسة الفعلية ، والآخر هو قيمة متأصلة ثابتة بشكل أساسي. عند تحديد ترس صغير ، ستنخفض القيمة المقاسة المقابلة لهذه القيمة المتأصلة بما يتناسب مع نسبة التروس. على سبيل المثال: عندما يتوافق 2.5 فولت مع 100n ، فإن الإزاحة المتأصلة والانجراف عند 0.1V ستنتج خطأ 100 × (0.1/2.5) = 4N. ومع ذلك ، إذا تم تحديد الترس 1/10 ، فهذا هو ، عندما يتوافق 2.5 فولت مع 10n ، فإن الإزاحة المتأصلة والانجراف البالغة 0.1V ستنتج خطأً فقط 10 × (0.1/2.5) = 0.4n. إذا لم يتم تقسيم binning ، فلن يتغير هذا الخطأ المتأصل بغض النظر عما إذا كانت قيمة البيانات المقاسة كبيرة أم صغيرة ، وهي 100 × (0.1/2.5) = 4N ، والتي لا تفضي إلى قياس إشارات صغيرة.
نظرًا لأن دقة آلة الاختبار تتطلب دقة نسبية ، فإن هذه الدقة لها أخطاء مختلفة مسموح بها تحت قيم قياس مختلفة. تكون قيمة الخطأ المسموح بها كبيرة عندما تكون قيمة القياس كبيرة ، وقيمة الخطأ المسموح بها صغيرة عندما تكون قيمة القياس صغيرة. على سبيل المثال: عندما تكون قيمة التحميل للمستوى نفسه 0.5 ، عندما تكون القيمة المقاسة 100N ، تكون قيمة الخطأ 100 × 0.5 ٪ = 0.5n ، وعندما تكون القيمة المقاسة 10n ، تكون قيمة الخطأ 10 × 0.5 ٪ = 0.05n. تتوافق خصائص الدرجات تمامًا مع هذا المطلب.

2، آلة اختبار المواديمكن أن يقلل الدرجات من متطلبات المستشعرات وتحسين دقة وموثوقية الجهاز بأكمله.هذا مهم للغاية في بعض آلات اختبار الأغراض الخاصة. سرعة أخذ العينات لآلات الاختبار الشائعة ليست عالية جدًا ، والتي تبعد حوالي عشرات العشرات إلى مئات المرات في الثانية. ومع ذلك ، في بعض المناسبات الخاصة بالأغراض الخاصة ، مثل اختبارات التصادم ، واختبارات التأثير ، واختبارات المواد الهشة ، فإن معدل أخذ العينات المطلوب مرتفع للغاية ، بدءًا من الآلاف إلى عدة ميغابايت في الثانية. نظرًا لأن آلة اختبار الدرجات تختار عمومًا A/D بأرقام أقل ، فهناك العديد من أنواع A/D في هذا النوع من A/D ومجموعة واسعة من الخيارات. هناك نوع من A/D مع بنية تحويل متوازية ، وهو مناسب جدًا لهذه المناسبة. بالنسبة لآلات الاختبار غير المقيدة ، نظرًا لأن A/D عالي الموقع يتم استخدامه ، فإن هذا النوع من A/D يستخدم بشكل أساسي محولات النوع ∑ ، ، يكون معدل التحويل لهذا النوع من المحول منخفضًا نسبيًا ، وسيتم تقليل دقة التحويل بشكل كبير عند زيادة معدل التحويل.

3، ، أخذ العينات عالية السرعة من السهل تحقيقها.هذا مهم للغاية في بعض آلات اختبار الأغراض الخاصة. سرعة أخذ العينات لآلات الاختبار الشائعة ليست عالية جدًا ، والتي تبعد حوالي عشرات العشرات إلى مئات المرات في الثانية. ومع ذلك ، في بعض المناسبات الخاصة بالأغراض الخاصة ، مثل اختبارات التصادم ، واختبارات التأثير ، واختبارات المواد الهشة ، فإن معدل أخذ العينات المطلوب مرتفع للغاية ، بدءًا من الآلاف إلى عدة ميغابايت في الثانية. نظرًا لأن آلة اختبار الدرجات تختار عمومًا A/D بأرقام أقل ، فهناك العديد من أنواع A/D في هذا النوع من A/D ومجموعة واسعة من الخيارات. هناك نوع من A/D مع بنية تحويل متوازية ، وهو مناسب جدًا لهذه المناسبة. بالنسبة لآلات الاختبار غير المقيدة ، نظرًا لأن A/D عالي الموقع يتم استخدامه ، فإن هذا النوع من A/D يستخدم بشكل أساسي محولات النوع ∑ ، ، يكون معدل التحويل لهذا النوع من المحول منخفضًا نسبيًا ، وسيتم تقليل دقة التحويل بشكل كبير عند زيادة معدل التحويل.

يبدو أن هذه مشكلة ، ولكن تمت مناقشتها في العنصر الثاني.آلة الاختبارفيما يتعلق بالمعيار الوطني ، ينص المعيار الوطني على الدقة النسبية ، والتي تتطلب بحد ذاتها دقة عالية من التروس الصغيرة ودقة منخفضة من التروس الكبيرة ، لذلك فهي ليست مشكلة لمعظم الاستخدامات. على سبيل المثال: لا يتطلب وزن سيارة الفحم وزنها بضعة أطنان أو عدة غرامات ، في حين يجب أن يصل وزن الذهب إلى بضعة آلاف من الجرام.