精密儀器檢測設備技術方案
STS10K 微機控制電子萬能試驗機
一、設備型號、名稱
STS10K 微機控制電子萬能試驗機
二、設備用途
本機用于金屬及非金屬（含復合材料）的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、保載、松弛、往復等項的靜力學性能測試分析研究，可自動求取 ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5 、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E 等試驗參數，并可根據 GB、ISO、DIN、ASTM、JIS 等國內、國際相關標準進行試驗和提供數據。
二、主要技術參數
序號
項目名稱
技術指標
1
最大試驗力
10KN
2
準確度等級
0.5 級 精密儀器檢測設備技術方案
3
試驗力測量范圍
0.2%～100%FS（滿量程）
4
試驗力示值誤差
示值的 0.5%以內
5
試驗力分辨率
最大試驗力的±1/300000 全程不分檔，且全
程分辨率不變
6
變形測量范圍
0.2%～100%FS
7
變形示值誤差
示值的±0.5%以內
8
變形分辨率
最大變形的 1/200000/最高可達 1/300000
9
位移示值誤差
示值的±0.5%以內
10
位移分辨率
0.001mm
11
力控速率調節范圍
0.005～5%FS/s
12
力控速率控制精度
速率＜0.05%FS/s 時，為設定值的±2%以內
速率≥0.05%FS/s 時，為設定值的±0.5%以內
13
變形速率調節范圍
0.005～5%FS/s
14
變形速率控制精度
速率＜0.05%FS/s 時，為設定值的±2%以內
速率≥0.05%FS/s 時，為設定值的±0.5%以內
15
位移速率調節范圍
0.001～500mm/min
16
位移速率控制精度
速率＜0.5mm/min 時，為設定值的±1%以內
速率≥0.5mm/min 時，為設定值的±0.2%以內
17
有效拉伸行程
700mm（可根據用戶需求定做）
18
有效壓縮行程
700mm（可根據用戶需求定做）
19
有效試驗寬度
400mm
20
主機外形尺寸
750*520*1740mm（可訂制尺寸）
21
主機重量
約 290Kg
22
電源
220V，50Hz，1.5kW
四、性能特點
（一）機械工藝結構： 精密儀器檢測設備技術方案
主機架主要由底座、四根立柱和兩根精密滾珠絲杠構成大門式落地框架結構；傳
動加載系統采用交流伺服電機及同步齒形帶減速裝置，帶動高精密滾珠絲杠轉動，再
驅動移動橫梁實現加載。本機造型美觀，穩定性好，剛性大，控制精度高，工作效率
高，噪音低，節能環保。
（二）控制及測量系統：
本機采用先進的 Test4.0 全數字閉環控制系統進行控制及測量，采用電腦進行試
驗過程及試驗曲線的動態顯示，并進行數據處理。試驗結束后可通過圖形處理模塊對
曲線放大進行數據再分析編輯，性能達到優質水平。
1.實現專用的位移、變形、速度閉環控制：試驗過程中，可靈活更改試驗速度及試驗
方法，以使試驗方案更加靈活、更加充實；
2.多層保護：具有軟件和硬件兩級保護功能，可實現對試驗機的過載、過流、過壓、
欠壓、過速、限位等多種安全保護方式；
3.3 路高速 24 位 A/D 轉換通道，有效碼值分辨率最高可達±30 萬分之一，實現了內
外不分檔，且全程分辨率不變；
4.采用 USB 或串口通訊，數據傳輸穩定可靠，抗干擾能力強；
5.采用 3 路脈沖信號捕獲通道（3 路脈沖信號分別為 1 路位移和 2 路大變形信號），
并且采用目前先進的四倍頻技術，使有效脈沖數量放大四倍，大大提高了信號的分
辨率，最高捕獲頻率為 5MHz；
6.一路伺服電機數字驅動信號，PWM 輸出的最高頻率為 5MHz，低為 0.01Hz。
※控制及測量系統的技術優勢：
1.Test4.0 全數字閉環控制系統
Test4.0 全數字閉環控制系統是我公司最新研發的新一代試驗機專業控制系統，
它采用了當前先進的伺服電機專業控制芯片和多通道數據采集處理模塊，保證
了系統采樣的一致性和高速有效的控制功能，確保了系統的先進性。系統設計上盡量
使用硬件模塊，保證了產品的穩定可靠。
2.高效專業的控制平臺
Test4.0 是專用于自動控制的 IC，內部是 DSP+MCU 的組合。它集成了 DSP 運算速
度快和 MCU 對 I/O 口控制能力強的優點，其整體性能明顯優于單純的 DSP 或 32 位單
片機。其內部集成了硬件的電機控制所需模塊，例如：PWM，QEI 等。使系統的關鍵性
能*由硬件模塊保證，保證了系統的安全平穩運行。
3.以硬件為基礎的并行采樣模式精密儀器檢測設備技術方案
本系統的另一亮點是采用了專用 ASIC 芯片。通過 ASIC 芯片可對試驗機各傳感器
信號實現同步采集，使我們在國內實現真正以硬件為基礎的并行采樣模式，避免
了以往對各傳感器通道分時采樣造成的載荷和變形不同步的問題。
4.位置脈沖信號硬件濾波功能
光電編碼器位置捕獲模塊采用專用硬件模塊，內置 24 級濾波器，對采集的脈沖
信號進行整形濾波，避免了位置脈沖捕獲系統因干擾脈沖的出現而造成錯誤計數，更
有效的保證了位置精度，使位置脈沖捕獲系統能穩定可靠的工作。
5.控制功能底層實現
專用 ASIC 芯片分擔了采樣、狀態監控等一系列外圍工作，而通訊等相關工作由
內部硬件模塊實現，所以 DSC 更能專注于控制 PID 計算等主體工作，不僅更加可靠，
而且控制的響應速度更快，從而使我們的系統由控制板最底層運算就完成了 PID 調整
與控制輸出，真正實現了閉環控制在系統底層完成。
※Test4.0 軟件的性能特點：
用戶界面支持 Windows 98、Windows Me、Windows XP，實時曲線顯示及處理，圖
形圖像化，軟件結構模塊化，數據的存儲和處理基于 MS-ACCESS 數據庫，便于與
OFFICE 等辦公軟件連接。
1.用戶權限分級管理模式
用戶登陸后，系統根據其權限開放相應的操作功能模塊。超級管理員具有最高權
限，可進行用戶權限管理，給不同操作員授權不同的操作模塊。
2.擁有強大的試驗管理功能，試驗單位可根據需求任意設定。
可根據不同的標準編輯相應的試驗方案，試驗時只要選擇相應的試驗方案，即可
根據標準要求完成試驗，并輸出滿足標準要求的試驗報告。試驗過程及設備狀態實時
顯示，如：設備運行狀態、程序控制運行步驟、引伸計是否切換完成等。
3.強大的曲線分析功能
可選擇負荷-變形、負荷-時間等多種曲線，實時顯示其中一種或多種。同組試樣
的曲線可使用不同顏色迭加對比，遍歷曲線，試驗曲線上的任意段可進行局部放大分
析，并且支持在試驗曲線上顯示和標注各特征點，還可以在曲線上自動或手動取點進
行對比分析，標注了特征點的曲線亦可以在試驗報告中打印輸出。
4.試驗數據自動存儲，避免因意外造成的試驗數據丟失。
具有試驗數據模糊查詢功能，可根據不同的條件快速查找所完成的試驗數據和結
果，實現試驗結果再現，還可將不同時間或批次進行的同一試驗方案的數據合并打開，
進行對比分析。數據備份功能還可將之前存儲的數據另行保存和查看。精密儀器檢測設備技術方案
5.MS-ACCESS 數據庫保存格式與軟件的擴展能力
Test4.0 軟件的核心是基于 MS-ACCESS 數據庫，可與 Office 辦公軟件接口，將報
告存儲為 WORD 格式或 EXCEL 格式；另外使原始數據得以開放，用戶可通過數據庫查
閱原始數據，便于材料研究，充分發揮測量數據的效能。
6.另加引伸計可自動求取 ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、
E 等試驗參數，參數可自由設定，并能打印所作的圖形。
7.可設定屈服后去掉引伸計功能
Test4.0 軟件自動判斷，在試樣屈服結束后將變形切換為位移采集，并在信息欄
中提醒用戶“變形切換結束，可以去掉引伸計”。
8.自動返回：移動橫梁可自動返回試驗初始位置。
9.自動校準：負荷、伸長可按所加標準值自動標定。
10.量程模式：全量程不分檔
1）模塊單元：多種附件靈活互換，模塊化的電氣硬件便于功能擴展和維修；
2）自動切換：試驗過程中顯示曲線根據試驗力和變形量大小自動變換量程。
五、設備配置
序號
設備配置名稱
數量/單位
1
主機 10KN 雙臂結構
一臺
2
機架
一套
3
滾珠絲杠：高精密、無間隙
兩根
4
伺服電機和伺服調速系統
一套
5
控制及測量系統
一套
6
同步齒形帶
一套
7
負荷傳感器 10KN
一只
8
全數字閉環控制及測量系統
一套
8.1
負荷測量系統
8.2
位移測量系統
8.3
變形測量系統
精密儀器檢測設備技術方案
9
軟件
一套
10
全智能手控盒
一個
11
商用電腦
一臺
12
A4 惠普商用打印機
一臺
13
標
配
輔
具
楔型拉伸附具
平鉗口： 0-7、7-14、14-20mm
任選一付
圓鉗口：φ 4- 9、φ 9- 14、φ
14- 20
（mm）
壓縮附具
壓盤直徑：φ 100mm
一套
六、 技術情報和資料的保密
1、本技術方案屬于我公司技術資料，用戶應對我方提供的技術情報和資料承擔保密
義務，不論本方案是否采用，本條款長期有效；
2、我方對用戶提供的技術情報和資料亦應承擔保密義務。
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