陶瓷磚抗折試驗(yàn)機(jī)中,高精度負(fù)荷傳感器與伺服控制系統(tǒng)通過精密配合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)陶瓷磚斷裂模數(shù)和破壞強(qiáng)度的精準(zhǔn)測定,是試驗(yàn)機(jī)的核心部件。
高精度負(fù)荷傳感器:力值感知的“神經(jīng)末梢”
負(fù)荷傳感器是試驗(yàn)機(jī)的“感知器官”,其核心功能是將陶瓷磚斷裂時(shí)產(chǎn)生的微小力值轉(zhuǎn)化為可量化的電信號(hào)。以QJ211S型試驗(yàn)機(jī)為例,其采用美國高精度傳感器,負(fù)荷分辨率可達(dá)50萬碼,全程分辨率不變,有效測力范圍覆蓋0.02%至100%滿量程,誤差控制在±0.5%以內(nèi)。這種設(shè)計(jì)確保了從陶瓷磚初始受力到斷裂瞬間的全流程力值捕捉,即使面對(duì)薄型陶瓷磚(如厚度≤6mm)的微小變形,也能精準(zhǔn)記錄數(shù)據(jù)。
傳感器的外部包裹5mm厚橡膠層,既保護(hù)傳感器免受沖擊,又通過柔性接觸減少試樣局部應(yīng)力集中,避免因夾具剛性導(dǎo)致的測量偏差。例如,在測試釉面磚時(shí),橡膠層可防止釉面剝落影響傳感器讀數(shù),提升測試重復(fù)性。
伺服控制系統(tǒng):動(dòng)態(tài)加載的“智慧大腦”
伺服控制系統(tǒng)是試驗(yàn)機(jī)的“控制中樞”,通過閉環(huán)反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)加載速度、力值與位移的精準(zhǔn)協(xié)同。以DKZ-II型試驗(yàn)機(jī)為例,其采用日本松下全數(shù)字交流伺服控制器,結(jié)合嵌入式Windows操作系統(tǒng),可實(shí)時(shí)顯示測試曲線并自動(dòng)計(jì)算斷裂模數(shù)。系統(tǒng)支持力速度、位移速度、編程三種加載模式,加載速度范圍覆蓋0.01-300mm/min,速度精度達(dá)示值的±0.5%,滿足GB/T3810.4-2016標(biāo)準(zhǔn)中“500N/(mm²·s)”的加荷速率要求。
伺服系統(tǒng)的優(yōu)勢在于其動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。當(dāng)陶瓷磚接近斷裂點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整加載速率,避免因慣性過載導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。例如,在測試大尺寸陶瓷板(如1000×1000mm)時(shí),系統(tǒng)能通過編程模式分階段加載,先以低速消除試樣與夾具間的間隙,再加速至目標(biāo)速率,確保測試效率與精度平衡。
技術(shù)協(xié)同:從數(shù)據(jù)采集到結(jié)果輸出的全鏈條優(yōu)化
高精度傳感器與伺服控制系統(tǒng)的協(xié)同工作,構(gòu)建了“感知-決策-執(zhí)行”的完整閉環(huán)。傳感器實(shí)時(shí)采集力值數(shù)據(jù)并傳輸至控制系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)(如加荷速率、跨距)動(dòng)態(tài)調(diào)整加載策略,同時(shí)通過觸摸屏界面直觀顯示測試曲線。測試結(jié)束后,系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算斷裂模數(shù)(R)和破壞強(qiáng)度(σ),無需人工干預(yù),顯著降低了操作誤差。
應(yīng)用場景與行業(yè)價(jià)值
該技術(shù)組合已廣泛應(yīng)用于建材檢測、科研院校及質(zhì)量監(jiān)督領(lǐng)域。例如,在檢測陶瓷磚抗凍性時(shí),系統(tǒng)可模擬-30℃至+50℃的環(huán)境,結(jié)合伺服控制的恒速加載,評(píng)估溫度循環(huán)對(duì)斷裂模數(shù)的影響;在研發(fā)新型陶瓷材料時(shí),工程師可通過編程模式設(shè)定多階段加載曲線,模擬實(shí)際使用中的復(fù)雜受力場景,為材料優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。