万能材料试验机的工作原理

全面介绍了材料试验机的原理,构成,选用

万能材料试验机的工作原理

点击次数：290 发布时间：2009-11-6 14:49:46

万能材料试验机的工作原理

万能材料试验是现代电子技术与机械传动技术相结合的产物，是充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。工作可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。

万能材料试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑（电脑系统型拉力试验机）等结构组成。

一.万能材料试验机的测量系统

1.力值的测量

通过测力传感器、放大器和数据处理系统来实现测量，最常用的测力传感器是应变片式传感器。

所谓应变片式传感器，就是由【应变片】、弹性元件和某些附件（补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成），能将某种机械量变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多，主要有筒状力传感器、轮辐式力传感器、S双连孔型传感器、十字梁式传感器等类型。

从材料力学上得知，在小变形条件下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变形成正比。以S型传感器为例，当传感器受到拉力P的作用时，由于弹性元件表面粘贴有应变片，因为弹性元件的应变与外力P的大小成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可通过测出其输出电压，从而测出力的大小。

对于传感器，一般采用差动全桥测量，即将所粘贴的应变片组成桥路，

R1、R2、R3、R4，实际为阻值相等的4片（或8片）应变片，即R1=R2=R3=R4，当传感器受到外力（拉力或压力）作用时，传感器弹性元件产生应变而使各电阻值发生变化，其变化值分别为△R1△、R2、△R3、△R4，结果原来平衡的电桥，现在不平衡了，桥路就有电压输出，设△E

则△E=[R1R2/（R1+R2）2]△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4）U

式中U为外电源供给桥路的电压

进一步简化有

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△E=[R2/4R2]（△R1/R-△R2/R+△R3/R-△R4/R）U

将△Ri/Ri=Kεi代上上式

则有 △E=[UK/4]（ε1-ε2+ε3-ε4）

简单来说，外力P引起传感器内应变片的变形，导致电桥的不平衡，从而引起传感器输出电压的变化，我们通过测量输出电压的变化就可以知道力的大小了。

一般来说，传感器的输出信号都是非常微弱的，通常只有几个mV，如果我们直接对此信号进行测量，是非常困难的，并且不能满足高精度测量要求。因此必须通过放大器将此微弱信号放大，放大后的信号电压可达10V，此时的信号为模拟信号，这个模拟信号经过多路开关和A/D转换芯片转变为数字信号，然后进行数据处理，至此，力的测量告一段落。

2.形变的测量

通过形变测量装置来测量，它是用来测量试样在试验过程中产生的形变。

该装置上有两个夹头，经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的【光电编码器】连在一起，当两夹头间的距离发生变化时，带动光电编码器的轴旋转，光电编码器就会有脉冲信号输出。再由处理器对此信号进行处理，就可以得出试样的变形量。

3.横梁位移的测量

其原理同变形测量大致相同，都是通过测量光电编码器的输出脉冲数来获得横梁的位移量。

二.万能材料试验机的驱动系统

主要是用于试验机的横梁移动，其工作原理是由伺服系统控制电机，电机经过减速箱等一系列传动机构带动丝杆转动，从而达到控制横梁移动的目的。通过改变电机的转速，可以改变横梁的移动速度。

三.万能材料试验机的控制系统

顾名思义，就是控制试验机运作的系统，人们通过操作台可以控制试验机的运作，通过显示屏可以获知试验机的状态及各项试验参数，若该机带有电脑的话，也可以由电脑实现各项功能并进行数据处理分析、试验结果打印。试验机同电脑之间的通信一般都是使用RS232串行通信方式，它通过计算机背后的串口（COM口）进行通信，此技术比较成熟、可靠，使用方便。

四.电脑

用来采集和处理分析数据。进入试验界面后，电脑会不断采集各样试验数据，实时画出试验曲线（常用力－－位移的曲线），自动求出各试验参数及输出报表。

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电子万能试验机与液压万能试验机的区别

电子万能试验机与液压万能试验机均属于材料力学检测仪器，但在结构设计、使用性能、应用范围等方面具有各自的特点，用户可根据所在行业具体使用环境来决定选用电子万能试验机还是液压万能试验机。电子万能试验机与液压万能试验机的区别如下：

一、在结构特点上

电子万能试验机主要采用伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，实现试验机移动横梁的速度控制。在传动控制上，目前主要有两种形式，同步带和减速机；在测力上电子万能试验机均采用负荷传感器。

液压万能试验机主要采用高压液压源为动力源，采用手动阀、伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制。普通液压万能试验机只能进行人工手动实现加载，属于开环控制系统，受价格因素的影响，测力传感器一般采用液压压力传感器。而电液伺服类万能试验机则是采用伺服阀或比例阀作为控制元件进行控制，国内有些厂家亦已经采用高精度负荷传感器来进行测力。

二、在使用性能上

电子万能试验机，不用油源，所以更清洁，使用维护更方便；它的试验速度范围可进行调整，试验速度可达0.001mm/min～1000mm/min，速比可达100万倍之多，试验行程可按需要而定，更灵活；测力精度高，有些甚至能达到0.2%；体积小、重量轻、空间大、方便加配相应装置来做各项材料力学试验，真正做到了一机多用。目前国内的主流试验机厂家生产的电子万能试验机，均可以做到载荷控制、应变控制、位移控制所谓的三闭环控制。

液压万能试验机，受油源流量的限制，试验速度较低。手动液压万能试验机，操作较为简易，价格便宜，但控制精度较低；电液伺服万能试验机，则性能与电子万能试验机相比，除速度低外，控制精度也不逊色；采用负荷传感器的微机控制电液伺服万能试验机，力值精度也可以达到0.5%左右，且在做大吨位的材料力学试验时，更更可靠、更稳定、性价比更高。

三、在应用范围上

电子万能试验机，广泛应用于各种金属、非金属及复合材料，如木材、塑料型材、电线电缆、纸张、薄膜、橡胶、医药、食品包装材料、织物等进行拉伸性能指标的测试。同时可根据用户提供的国内、国际标准定做各种试验数据处理软件和试验辅具。数字显示电子万能试验机适合于只求力值、抗拉强度、抗压强度等相关数据的用户，如需求取较为复杂参数，微机控制电子万能试验机是更好的选择。

从性价比来说，30T以下的电子万能试验机更有优势。液压万能试验机主要用于金属、非金属材料和零件、部件、构件的拉伸、压缩、弯曲等力学性能试验。液压万能试验机是工矿企业、建筑建材、质检中心、水利水电、桥梁工程、科研院所、大专院校力学试验室的理想的试验设备。手动控制的液压万能试验机，价格便宜，适合工矿企业的成品检验、单一材料指标测试；而电液伺服万能试验机，则适合要求较高的钢铁、建材检测类的试验室。30T以上电液伺服万能试验机与电子万能试验机相比，更有价格优势。

拉力试验机的精度级别

拉力试验机按照测量力的量值、变形量值及其他参数所具有的准确度、以及拉力试验机性能能够达到的多项技术指标，可将其划分为0.5级和1级两个精度等级。拉力试验机的精度级别的技术指标见表1～表5。

表1：测力系统允许误差

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精度级别

最大允许值% 示值相对误差 示值重复性相对 示值进回程相对 零点相对误差 q 误差 b 0.5 1.0 误差 v ±0.75 ±1.5 同轴度最大允许值% 12 15 0.5 1 ±1 ±0.25 ±0.5 0.25 0.5 F0 相对分辨力 a

0.5 1 精度级别 0.5 1

±0.5 ±1.0

表 2:同轴度最大允许值

表 3:横梁移动速度相对误差 精度级别 差% 表 4:测力系统漂移允许值 精度级别 零点漂移% 引伸计 精度级别 0.5 ±0.5 最大允许值 标 距 相 对 分辨力 a 误差 qle % 0.5 1 ±0.5 ±1.0 相对 re/li % 0.25 0.50 绝对 re m 0.5 1.0 示值误差 a 相对误差 qe % ±0.5 ±1.0 绝对误差 li-lt m ±1.5 ±3.0 示值进回程相对误 差 μ % ±0.75 ±1.5 1 ±1 横 梁 移 动 速 度 相 对 误 ±0.5

表 5:引伸计级别和引伸计各项允许误差

既然精度级别代表拉力试验机的各项性能, 那么通过精度级别就能准确快速了解拉力试验机的 整体

性能表现.拉力试验机的分类

拉力试验机通常也称为材料试验机,万能试验机,是采用机械加力来对材料进行拉伸,压 缩,弯曲,剪切,剥离等力学性能试验的精密检测仪器,其使用行业范围广泛,是材料开发,物 性试验,教学研究,质量控制,进料检验,生产线随机检验等不可缺少的检测设备.拉力试验机 的分类方法如下: 一,按照自动化程度高低可分为 1.指针式拉力试验机:这种传统型的拉力试验机由于测试精度低,性价比低,现在已经基本上被 数显式拉力试验机淘汰.但是在小力量范围内,就是我们常见的拉力计,常被工厂用于小制品的 简单力量测试,因其价格低廉,还是颇受欢迎. 2.数显式拉力试验机也称为微电脑型拉力试验机:测试数据直接显示在液晶屏上,测试项目比较 固定,常用于工厂的质量控制. 3.电脑系统拉力试验机:是最通用的拉力试验机,由于测试数据通过电脑采集,再经过软件程序 的计算处理得出用户想要的最终数据,而且可以通过报表的方式打印出来.常用于科研单位,检 测机构,新产品开发等. 二,按照控制系统可分为

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1.变频系统拉力试验机：采用变频马达控制系统，拉伸、压缩速度通过变频调速器控制。

2.伺服系统拉力试验机：采用伺服马达控制系统，拉伸、压缩速度及位移控制更准确。伺服马达系统为伺服控制系统，采用智能反馈型运算，可以定速测试、循环测试、编程测试等。

3.其他驱动方式拉力试验机：通过直流马达控制，该驱动方式的拉力试验机由于性价比低，现已逐步被淘汰。

三、按照行业及功能特点可分为

1.金属拉力试验机：金属材料拉伸强度大，延伸率小，需要配置金属标点引伸计。

2.橡胶拉力试验机：橡胶或弹性体延伸率比较大，需附带大标点伸长装置，同时夹具设计要考虑适合橡胶的特性、不能打滑。可增配O型圈夹具、轮胎行业装用夹具等。

3.塑料拉力试验机：塑料的拉伸强度比橡胶大，延伸率有大有小，且常常要测试三点抗弯试验。

4.纺织拉力试验机：纺织行业需要测试织物面料剥离、穿刺、撕裂，单纱拉伸等测试，夹具及软件比较特殊。

5.纸张拉力试验机：纸张需要测试拉伸强度、环压强度、竖压、平压、边压、剥离强度等，夹具较多。

6.皮革拉力试验机：皮革需要测试拉伸强度、撕裂强度等，测试项目比较简单。

电子拉力试验机的工作原理

电子拉力试验机是拉力试验机技术与机械传动技术、传感器技术、自动化控制技术相结合的产物，是一台大型精密力学检测仪器，也是试验室中最常用的力学检测仪器，主要用于金属、非金属材料的拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项力学性能测试，具有测量范围宽、精度高、响应快等特点，并可对试验数据进行实时显示记录、存储、打印输出。因此，电子拉力试验机被广泛应用于质量监督、教学科研、航空航天、钢铁冶金、汽车、建工建材等领域。

尽管电子拉力试验机用途十分广泛，我们还须明确其工作原理是什么以及电子拉力试验机系统结构组成。

电子拉力试验机的工作原理：

由驱动系统、控制系统、测量系统等各个子系统互相协调、配合来完成材料力学性能测试。 电子拉力试验机系统结构组成：

驱动系统

主要是用于试验机的横梁移动，其工作原理是由伺服系统控制电机，电机经过减速箱等一系列传动机构带动丝杆转动，从而达到控制横梁移动的目的。通过改变电机的转速，可以改变横梁的移动速度。

控制系统

顾名思义，就是控制试验机运作的系统，人们通过操作台可以控制试验机的运作，通过显示屏可以获知试验机的状态及各项试验参数。若设备连接电脑，也可以由电脑实现各项功能并进行数据处理分析、试验结果打印。试验机同电脑之间的通信一般都是使用RS232串行通信方式，它通过计算机的串口进行通信，此技术比较成熟、可靠，使用方便。

测量系统

――力值测量

通过力量传感器、信号放大器和数据处理系统来实现测量，最常用的力量传感器是应变片式传感器。所谓应变片式传感器，就是由应变片、弹性元件和补偿元件、防护罩、接线插座、加载件组成，能将某种机械量变成电量输出的器件。应变片式的拉、压力传感器国内外种类繁多，主要有筒状的、轮辐式的、S双连孔型的、十字梁式等传感器。

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――形变测量

形变测量装置上有两个夹头，经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的光电编码器连在一起，当两夹头间的距离发生变化时，带动光电编码器的轴旋转，光电编码器就会有脉冲信号输出。再由处理器对此信号进行处理，就可以得出试样的变形量。

――横梁位移测量

其原理同变形测量大致相同，都是通过测量光电编码器的输出脉冲数来获得横梁的位移量。 材料力学性能试验中常用的试验机术语

材料力学性能试验中常用的试验机术语简述如下：

S-N图

在疲劳试验中，用一组相同的试样，应力（S）相对与试样至失效时的循环数（N）的曲线图，称为S-N图。在S-N图中的曲线，是由一组承受不同交变应力下，确定其疲劳寿命的数据点来构成的。应力坐标可以代表应力幅值，最大应力或最小应力。某种对数尺度的坐标经常用来表示N，有时也用来表示S。

伸长率

拉伸试验中测定的材料延性的度量。它是标距增量（断裂以后测得）除以原始标距长度。伸长率越高表明延性越高。不能使用伸长率去预测材料承受突加载荷或者重复载荷时的特性。 体积弹性模量

材料受到轴向载荷时应力和体积变化量的比值，称为体积弹比模量。以下等式表示了体积弹性模量与弹性模量（E）和泊松比（r）的关系：体积弹性模量K=E/3（1-2r）。

冲击强度

在冲击试验中，试样经受冲击载荷而断裂所需的能量。另外也可称为冲击能量、冲击值、冲击抗力、能量吸收值。它是材料韧度的一个指标值。

冲击能量

冲击试验中，零件经受冲击载荷而断裂所需的能量。另外的名称有冲击值、冲击强度、冲击抗力、能量吸收值。

屈服强度

在不引起塑性变形的情况下，材料能承受的最大应力值，成为材料的屈服强度。在该应力下，材料被规定产生一定量的永久变形，同时这个应力也是材料实际弹性极限的近似值。条件屈服强度可以通过应力——应变图来测定。它是应力——应变曲线和一条平行于应力——应变曲线中直线部分的线的交点，所对应的应力值。（称为规定屈服强度）对于金属而言，通常规定永久变形为0.2%，也即规定线与0应力轴的子交点在0.2%应变处。对于塑料来说，这个应变值通常取2%。

屈服强度伸长率

对在材料屈服强度时的应变，是材料延性的一个示值。

刚度

是指塑料弯曲抗力的度量。同时包括塑性和弹性两种特性，所以刚度只是弹性模量的表观值而不是个真值（ASTMD-747标准）。

刚性模量

是指承受剪切或扭转载荷试样的应变是应力的函数，刚性模量就是应变对应力的变化率。是通过扭转试验中测定的弹性模量，也就是扭转试验和剪切试验中的弹性模量。表观刚性模量是在扭转试验中测得的塑料刚度的方法（ASTMD-1043）。之所以称“表观”，是因为试样已超过其比例极限而可能发生偏转，计算出的数值不能代表材料弹性极限范围内的真实弹性模量。 胡克定律

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应力直接与应变成正比。胡克定律（Hooke'slaw）是假设材料属于完全弹性的条件下得以成立的。它不考虑材料的塑性或者动态损耗等特性。

材料试验机夹具的现状及发展简述

本文对材料试验机夹具的现状及发展简述如下，供试验室操作人员学习参考。

材料试验机是对材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离等力学性能试验用的机械加力的试验机，是材料开发、物性试验、教学研究、质量控制、进料检验、生产线的随机检验等不可缺少的检测设备。

材料试验机工作的三个基本要素：加力装置、夹具、力值显示装置和记录，其工作流程一般为通过夹具夹持试样材料、通过加力装置、力值显示装置和记录来判断材料试样是否合格或达到预定的性能指标。由此可见试验机夹具在材料测试领域的重要性，材料试样能否可靠有效地被夹持关系到试验项目能否顺利进行以及试验结果的准确性和可靠性。没有可靠的夹具，试验结果就无从判断。不同的材料测试项目需要配备不同的夹具，因此夹具是材料试验机中根据材料试样变化而经常变化的一个部分，合理正确的使用夹具有利于试验顺利进行，提高试验结果的准确性和可靠性。

随着科学技术的发展，新型材料的广泛应用，以及材料的特殊使用环境对材料试验机试验条件提出了更高的要求，在试验机夹具的研发上融合了更先进的设计理念和制造技术，促进了试验机夹具的发展。

材料试验机夹具的发展趋势简述如下：

1、材料试验机的发展方向是由制样检测向制品（即成品、半成品）检测方向发展，这就要求与之相适应的夹具由原来用于标准试样试验的夹具向用于成品检测的夹具发展。

2、夹具的使用向高效率、低劳动强度的方向发展。以往的夹具一般采用机械锁紧，费时费力，劳动强度大，效率低。随着工作环境的改善，及大批量试验(生产流水线随机抽检的)需要，夹具的夹紧方式由原来的机械夹紧向气压夹紧、液压夹紧等方向发展。

3、全自动夹具：从试样尺寸测量到装夹，再到开始试验，最后出测试报告一次完成。此类夹具成本很高，仅适用于大批量的相同试样或成品的测试和检验。

4、高低温环境试验的增多，使用于高低温的夹具种类增多。高低温环境试验的增多，给夹具的设计增加了难度。我们知道高温拉伸试验国家标准都有规定：圆试样用螺纹，板试样上有孔。由于连接方式固定，所以夹具的设计较为简单。但高低温试验却不同，它一般是在高低温箱中做试验，它的试样一般标距短（一般为常温试样），这样夹具就必须装在高低温箱内，高低温试验一般由于试验机行程受限制（试验机在装标准夹具时行程），这就要求夹具体积小，又要满足试验力，又要耐高温、低温，一般比较难设计。

5、连续试验夹具增多。由于过去一般是制样检测，试样的拉伸、压缩是分开进行的（即拉伸、压缩是用不同的夹具进行的），而现在成品检测越来越多，试样在同一次试验中又要受拉伸，又要受压缩，又要有高的效率，只能用同一种夹具既做拉伸又做压缩。

6、特殊行业用试验夹具增多。随着科学技术的发展，一些新兴的行业对试验机夹具提出了新的要求，例如要求夹具结构小、无磁性，耐腐蚀（在溶液中做试验）等。

简要介绍金属材料力学性能试验种类

本文简要介绍金属材料力学性能试验种类，供试验室操作人员学习参考。

拉伸试验

拉伸试验是材料力学性能测试中最常见的试验方法之一。试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实地反映了材料抵抗外力作用的全过程。拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制、设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值。

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弯曲试验

弯曲试验主要用来检验材料在受弯曲载荷作用下的性能。因为机器零件(如脆性材料制作的刀具、横梁、车轴等)是在弯曲载荷下工作的，需要对这些机件的材料进行弯曲试验。弯曲试验适用于测定脆性和低塑性材料的强度指标。

压缩试验

压缩试验是一种常用的试验。在实际工程中，有很多承受压缩载荷的构件，例如大型厂房的立柱、起重机的支架、轧钢机的压缩螺栓、机器的机座等。这就需要对其原材料进行压缩试验评定。

冲击试验

金属材料在使用过程中除要求有足够的强度和塑性外，还要有足够的韧性。所谓的韧性就是材料在弹性变形、塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性可分为静力韧性、冲击韧性和断裂韧性，其中评价冲击韧性的实验方法为冲击试验。

扭转试验

在机械、石油、冶金等工程中有许多机械零件部件承受扭转载荷的作用，如各种轴类零件(电机主轴、机床主轴、汽车传动轴)、石油钻杆等。因此，必须测定其相关材料的扭转性能指标，为设计提供依据。

剪切试验

在实际工程中，如用剪切机剪断钢丝或钢板，工程结构件中常用的销、键、铆钉、螺栓等连接件都要承受剪切力。在这种情况下，构件的设计和制造都需要考虑材料的抗剪强度，需要对材料进行剪切试验。

硬度试验

金属硬度是金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，是衡量金属材料软硬程度的一种指标，广泛应用在生产、科研及工程建设上。

与上述各试验种类相对应的金属材料力学性能试验仪器有拉力试验机、压力试验机、万能试验机、冲击试验机、扭转试验机、硬度试验机、硬度计等。

正确选购压力试验机

压力试验机又称为抗压强度试验机，是材料试验机的一种，主要用于检测各种固体材料的抗压强度，通过检测强度来确定产品是否达到强度等级生产标准。

压力试验机主要测试技术指标是最大试验力，即测试物体能承受多大的压力才会变形或者碎裂，通常用公斤力来表示压力，单位牛顿N、千牛顿KN，也有用公斤KG、吨T、千帕KPa来表示。测试范围一般是以最大试验力为上限向下兼容，加压装置一般采用液压做为动力源。 不同行业的材质抗压强度不同，因此压力试验机的测量范围也有所不同，虽然测试范围是以最大试验力为上限向下兼容，但是用大量程的设备去测试抗压要求很低的试样，试验结果的精确度就难保证，因此，各试验机生产商都会在技术指标上标明力值测量量程，如：量程为4%-100%F.S。正确选购压力试验机的方法是：针对试样的材质和规格，向厂家了解压力试验机的型号及适用范围，也可以提供试样给厂家做一次试验以便于压力试验机的选型。

橡胶拉伸性能试验中对橡胶拉力试验机的功能要求

橡胶材料因其具有良好弹性被广泛运用于生产、生活各个领域，橡胶产品可谓包罗万象，所以橡胶的拉伸性能就成为考察橡胶质量好坏的一项重要指标。国家标准GB／T 528-1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》对检测橡胶拉伸性能有明确规定，其中试样主要以哑铃状试样为主。本文就橡胶拉伸性能试验中对橡胶拉力试验机的功能要求结合了相关标准和实战经验作简要阐述。

检测橡胶试样拉伸性能就是对拉伸过程橡胶试样应力－应变曲线的研究，试验时按规定的

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速度启动橡胶拉力试验机，拉伸试样并跟踪试验的标记，按要求记录下列项目的几项或全部。

1.断裂强度--试样断裂时的力值；

2.定应力伸长率--试样拉伸至给定应力时的伸长率；

3.屈服点伸长率--屈服点对应的伸长率；

4.扯断伸长率--试样断裂时的伸长率；

5.定伸应力--试样拉伸到给定伸长率时的力值；

6.屈服点拉伸应力--屈服点对应的力值；

7.拉伸强度--试样拉伸至断裂过程中出现的最大力值。

橡胶试验过程中需要跟踪的数据有两项：拉力力值和标距变化量。所以用于测试橡胶拉伸性能的橡胶拉力试验机必须满足以下要求：

1、有足够长的夹具移动范围。

由于橡胶在拉伸时变形量很大，尤其是乳胶制品，伸长率有可能高达1000％以上。所以在橡胶试样断裂之前，必须保证夹持器有足够的行程。橡胶标准厚度试样（国标1、2、4型哑铃状试样的厚度为2.0±0.2mm，3型试样的厚度为1.0±0.1mm）断裂时的标距一般都在1米以内；特殊厚度试样，如医用橡胶手套的试样，断裂时标距有可能超过1米。所以夹具间移动范围一般在1米到1.5米之间，这样可以适合各种橡胶试样的拉伸试验。

2、有足够精度的拉力测量和记录装置。

橡胶拉伸不需要很大的力，拉力测量范围不需要很大，但却有一定的精度要求，一般精度为0.01N。此外，由于检测橡胶拉伸性能需要拉伸过程中的数个拉力值，而拉伸试验又不可重复，所以即时准确记录每个试验段的拉力力值对于试验成败起着非常重要的作用。装有高精度负荷传感器的橡胶拉力试验机可以精确记录实时的拉力值，并通过电脑程序进行处理，以满足橡胶拉伸试验的要求。

橡胶的标距测量是拉伸试验中的一个重要环节，直接影响到试验的准确性。目前标距测量方法主要有两种：手动测量和自动测量。

手动测量就是在夹持器移动杆边竖直设置一根标尺和两根可在竖直方向上移动的水平标距杆，拉伸试验时，靠目力观察试样上标距的变化，手动控制两根标距杆，使之与试样上的标距同步，同时记录标距杆在标尺上的移动距离。手动测量的误差非常大：（1）目力观察试样标距会引起一定的偏差；（2）靠手动移动标距杆始终无法准确跟踪试样标距变化；（3）试验人员一边移动标距杆，一边很难记录标距值，更无法在试验结束后准确描述应力－应变曲线。

自动测量标距更有利于对橡胶拉伸性能的检测。现在许多橡胶拉力试验机的自动标距测量装置采用接触式传感器即时测量标距的变化。

传感器移动装置的安装位置主要有两种：（1）安装在夹持器。将移动装置安装于夹持器的传感器在试样上有一定的局限性。由于橡胶的弹性变形非常大，夹持器的移动距离和试样标距的变化值有很大的差距，所以安装在夹持器上的标距传感器比较适合检测弹性变形非常小（如金属材料）试样的拉伸性能，而不能用于检测橡胶拉伸性能。（2）安装在标距上。在夹持器移动杆边竖直设置一根光栅尺和两根可在竖直方向上移动、带有小夹子的水平标距杆。这种传感器的安装方式和上面所说的手动测量的使用原理是一致的，只是将标尺改成光栅尺，将手动操作改成由试样带动标距杆移动。安装在标距上的传感器适用于金属或标准厚度橡胶试样的拉伸试验，因为拉伸这些试样时的力值较大，带动标距杆移动的力值与之相比很小，虽然会对试样有一定影响，但不足以影响整个试验的成败。

但橡胶拉伸性能检测中有一些特殊试样就不能采取接触式传感器进行标距测量，例如医用橡胶手套试样。橡胶手套的主要成分为天然乳胶，拉伸试验过程中所用的拉力值比一般的橡胶制品小，同时GB7543－2006《一次性使用灭菌橡胶外科手套》中规定拉伸性能试验的试样是直接在橡胶医用手套成品上直接裁取的，所以裁取下的试样厚度很小，大约只有0.2mm左右，这样厚度的

全面介绍了材料试验机的原理,构成,选用

乳胶试样只需要很小的力值就可以将试样拉伸很长。所以采取接触式标距测量方式对试样拉伸试验会产生很大的影响，影响原因如下：第一，接触试样的标距杆的自重会将试样向下扯，影响拉力测量；第二，标距杆的夹持对被夹持部位的拉伸有一定的影响，使其不能自由拉伸。

3、有足够精度的标距测量。

试样标距的测量是计算橡胶伸长率的重要数据，所以橡胶拉伸试验中橡胶拉力试验机必须准确地测量试样的应变量，并即时地记录下来。

4、可以准确描述应力－应变曲线的装置。

拉伸试样中的拉力值和标距之间有着密切的联系，例如：试样的定伸应力需要测量试样拉伸到给定伸长率的力值，而定应力则需要测量试样拉伸到给定应力的标距。试验完成后，准确的应力－应变曲线可以再现试验过程，并清晰的反映每个试验段的数值，便于计算试验要求的项目。 越来越多的橡胶拉力试验机将计算机运用到拉力试验检测中。试验过程中，橡胶拉力试验机通过采集卡或USB接口将采集的数据（拉力、标距等）输入计算机，然后由专用的软件对输入的数据进行处理，绘制出试验试样的应力－应变曲线，并根据试验要求对曲线上相应的点进行计算，直接给出试验数据并进行判断。(上海岛原精密仪器有限公司)

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