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联系我们揭秘万能拉力试验机的测量原理：如何精准获取拉伸、压缩、弯曲等力学参数
点击次数：5 更新时间：2026-02-05
万能拉力试验机是现代材料力学性能测试的核心设备，其测量原理基于力-位移的精确转换。试验机通过伺服电机或液压系统驱动横梁移动，对试样施加拉伸、压缩或弯曲载荷，同时通过高精度力传感器和位移传感器实时采集数据，较终计算出材料的各项力学参数。
力值测量原理
试验机的力值测量采用应变式力传感器，当试样受力时，传感器内部的弹性体产生微小变形，粘贴在弹性体上的应变片电阻值随之变化，通过惠斯通电桥将电阻变化转换为电压信号。该信号经放大器放大后，由数据采集系统转换为数字信号，再根据预先标定的力值-电压关系曲线，精确计算出试样所受的力值。现代万能试验机的力值测量精度可达±0.5%甚至更高，能够满足各类材料的精确测试需求。
位移测量原理
位移测量主要通过光电编码器或光栅尺实现。光电编码器安装在伺服电机输出轴上，通过记录电机转动的脉冲数来计算横梁位移；光栅尺则直接安装在横梁上，通过光栅尺读数头读取光栅尺上的刻线数，实现更高精度的位移测量。两种方式都能将机械位移转换为电信号，经处理后得到精确的位移数据。位移测量精度通常可达±0.5%以内，确保试验数据的可靠性。
力学参数计算
在获得力值和位移数据后，试验机软件通过内置算法计算各项力学参数。拉伸试验中，通过力-位移曲线可得到屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等参数；压缩试验可得到压缩强度、压缩模量等；弯曲试验则可获得弯曲强度、弯曲模量等。软件根据试样尺寸自动计算应力-应变曲线，通过曲线上的特征点自动识别屈服点、较大力点等关键参数，大大提高了测试效率和准确性。
精度保障措施
为确保测量精度，试验机需定期进行校准。力值校准采用标准测力仪，通过比对试验机显示力值与标准力值，调整校准系数；位移校准使用标准量块或激光干涉仪，验证位移测量系统的准确性。此外，试验过程中需注意试样装夹对中、试验速度控制、环境温度稳定等因素，这些都会影响较终测试结果的准确性。通过规范的校准和操作，万能拉力试验机能够为材料研发、质量控制提供可靠的力学性能数据。
