隨著科學(xué)技術(shù)大發(fā)展以及自動化技術(shù)的普及，客戶對材料試驗機械的要求越來越高，特別是在試驗的精度、實時顯示、以及數(shù)據(jù)處理等方面都有了更高的要求。這就意味著我們制造要及時對那些跟不上自動化腳步的試驗機進行升級改造，使其能在這個高科技時代展現(xiàn)zui強大的功能。
　　
　　原有電液伺服拉力機的弊端：
　　
　?。?）應(yīng)用單片機系統(tǒng)改造材料試驗機，其主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、體積小、成本低，便于實現(xiàn)嵌入系統(tǒng)。但電路系統(tǒng)復(fù)雜，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，數(shù)據(jù)的處理速度慢，無法實現(xiàn)實時控制。目前試驗機領(lǐng)域的關(guān)鍵問題是加載時必須保持恒定的應(yīng)力速率或恒定的應(yīng)變速率，采用這種方法顯然是達不到這種效果。
　　
　　（2）采用由速度控制器控制電機，從而控制壓力施加負荷，并具有速度電流反饋，是一種傳統(tǒng)的控制方式。比如采用位置式控制器計算步進電機驅(qū)動步數(shù)，以獲得良好的應(yīng)力速率、應(yīng)變速率、位移速率控制以及定荷、定應(yīng)變、定位移控制試驗結(jié)果。但液壓材料試驗機是一種典型的非線性時變系統(tǒng)，難以建立的數(shù)學(xué)模型，運用常規(guī)控制器很難達到理想的控制效果。在實際現(xiàn)場中，由于受到參數(shù)整定方法繁雜的困擾，應(yīng)用常規(guī)控制器往往整定不良，性能欠佳，對運行工況的適應(yīng)性差。
　　
　?。?）采用微機和傳感器技術(shù)對舊式的材料試驗機及監(jiān)測等設(shè)備進行技術(shù)改造，在應(yīng)力應(yīng)變速率控制問題上采用電液比例閥或電液伺服閥實現(xiàn)高精度控制，測量控制系統(tǒng)采用計算機卡式設(shè)計，采用光電隔離集成電路。具有抗干擾能力強，質(zhì)量可靠，穩(wěn)定性高等優(yōu)點，而且點擊鼠標(biāo)即可完成，使用方便。還可以繪制多種試驗曲線，具有曲線數(shù)據(jù)存儲及曲線放大功能，適合試驗機向著高自動化水平，操作簡便，可靠性高，穩(wěn)定性好方向發(fā)展的要求。選擇何種改造方案，要結(jié)合具體的實際情況，選擇*的改造方案，以滿足用戶的需要。綜合考慮，我們選用第三種方案，即在液壓試驗機上安裝負荷、變形和位移傳感器，增加電液閥控制加載速度，使設(shè)備由原來傳統(tǒng)的機械式負荷測量系統(tǒng)升級為較先進的電子測力、測變形系統(tǒng)
　　
　　機械部分和硬件組成
　　
　　該系統(tǒng)的改造除保留了原有的手動加載部分，另增加了一條支路，用電液比例閥來控制試驗機的加載速率。這樣既可以手動操作又可以選擇自動化控制。在進油管處增加高精度壓力傳感器，用來檢測系統(tǒng)的壓力并且用了位移測量系統(tǒng)及計算機采集處理等技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、分析和處理。在數(shù)據(jù)采集上，采集速度快、測量精度高；在數(shù)據(jù)分析上，考慮得更加周全；在數(shù)據(jù)處理上，具有智能交互、圖文并茂的特點，能以數(shù)值顯示、圖表、曲線等多種方式表現(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，并可根據(jù)教學(xué)要求對實驗數(shù)據(jù)進行各種分析與處理。讓試驗機在信號檢測、數(shù)據(jù)處理方面更接近現(xiàn)代試驗機發(fā)展水平，適應(yīng)目前國內(nèi)外的試驗機發(fā)展面向智能化、準(zhǔn)確化，操作簡便，穩(wěn)定可靠發(fā)展的趨勢。
　　
　　因此，升級改造后的電液伺服拉力機由以下幾大部分構(gòu)成。
　　
　　（1）主機部分。主要由油缸、工作活塞、底座、工作臺、立柱、上下移動橫梁、試樣夾持以及活動橫梁等組成，主要功能是由試樣夾持機構(gòu)夾緊和固定試樣，對試樣進行
　　
　　加載。
　　
　　（2）液壓控制部分。主要由油箱、高壓油泵、送油閥、回油閥、電液比例閥、截止閥、測力油缸活塞、主機的工作油缸、工作活塞等組成，主要功能是控制試件的夾緊及試件的加載。
　　
　　（3）檢測部分。主要由負荷傳感器（壓力傳感器）、電子引伸計、光電編碼器（位移傳感器）等組成，主要功能是檢測試驗對象所受的試驗力、變形及橫梁運動的位移。
　　
　?。?）數(shù)據(jù)采集處理和控制部分。主要由數(shù)據(jù)采集、處理、控制電路、計算機軟硬件系統(tǒng)、打印機、手動控制器件等組成，主要功能是完成整個系統(tǒng)的控制、各種參數(shù)的設(shè)置、顯示、試驗過程及試驗結(jié)果的記錄、試驗數(shù)據(jù)的處理、存儲、試驗結(jié)果的輸出等功能。
　　
　?。?）電氣部分。其基本組成有各類繼電器、交流接觸器、開關(guān)按鈕等，主要功能是油泵電機的開關(guān)，控制橫梁升降機構(gòu)的動作以及各種限位、過載保護等。
　　
　?。?）附件。主要由拉伸、壓縮試驗夾具、彎曲試驗附件及其他特殊試驗附件（各種嵌口、夾頭）等組成。其基本功能是通過更換夾具，完成各種特定的試驗。
　　
　　電液伺服拉力機控制軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件性能的好壞直接影響到操作的簡便性和數(shù)據(jù)的可靠性等，甚至影響到能否成功改造。該測試軟件主要由數(shù)據(jù)采集、圖形輸出、數(shù)據(jù)輸出、報告打印、比例控制（伺服控制）等五個模塊組成。
　　
　?、贁?shù)據(jù)采集模塊的主要功能是設(shè)置初始化參數(shù)，如采集時間間隔、采集總時間等，還包括傳感器調(diào)零、標(biāo)定等；
　　
　?、趫D形輸出模塊是指在采集過程中，根據(jù)采集數(shù)據(jù)所繪出的圖形輸出到屏幕上，或者事后把處理的數(shù)據(jù)圖形從打印機輸出；
　　
　?、蹟?shù)據(jù)輸出模塊主要是把材料性能的關(guān)鍵點數(shù)據(jù)和所采集的數(shù)據(jù)中的某一時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)從打印機上打印出來，或者手工修改、增減某些數(shù)據(jù)并存盤；
　　
　?、軋蟾娲蛴∧K是指實驗做好以后，把材料的關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)、原始圖形以固定格式的實驗報告形式打印輸出；
　　
　?、荼壤欧刂颇K主要是對比例壓力流量復(fù)合閥進行控制，包括對D/A卡的初始化、設(shè)置等。
　　
　　電液伺服拉力機改造后的功能及結(jié)論
　　
　?。?）采用先進的數(shù)字比例壓力流量復(fù)合閥作為控制元件，實現(xiàn)了加載力值和加載速度的微機自動控制。具有加載力值可控、低速大負荷測試效果好、測試性能穩(wěn)定可靠
　　
　　的特點。
　　
　?。?）計算機屏幕顯示數(shù)據(jù)，包括變形、加載速率、變形速率，材料特性點（上下屈服點、zui大點、斷裂點）、彈性模量、斷面收縮率等，實驗結(jié)果可以整理成報表，方便直觀，實時性好。
　　
　?。?）支持打印機及繪圖儀對實驗結(jié)果的打印和實驗曲線的繪制，屏幕所見即報表所得；可進行成批實驗報告及檢驗報告的打印和存儲，*性的保留實驗報告。[7]
　　
　?。?）改造中保留原有的手動加載部分，這樣既可手動操作又可以自動控制，方便靈活，有利于教學(xué)。試驗機改造的成功與否，關(guān)鍵是看zui終的測試數(shù)據(jù)精度是否達到要求，試驗曲線繪制是否準(zhǔn)確。改造后經(jīng)過具體的數(shù)據(jù)和曲線圖驗證，說明了改造是成功的，無論是從試精度還是測試手段來看，都比以往更加準(zhǔn)確可靠.