精密仪器检测设备技术方案
STS10K 微机控制电子万能试验机
一、设备型号、名称
STS10K 微机控制电子万能试验机
二、设备用途
本机用于金属及非金属（含复合材料）的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、保载、松弛、往复等项的静力学性能测试分析研究，可自动求取 ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5 、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、E 等试验参数，并可根据 GB、ISO、DIN、ASTM、JIS 等国内、国际相关标准进行试验和提供数据。
二、主要技术参数
序号
项目名称
技术指标
1
最大试验力
10KN
2
准确度等级
0.5 级 精密仪器检测设备技术方案
3
试验力测量范围
0.2%～100%FS（满量程）
4
试验力示值误差
示值的 0.5%以内
5
试验力分辨率
最大试验力的±1/300000 全程不分档，且全
程分辨率不变
6
变形测量范围
0.2%～100%FS
7
变形示值误差
示值的±0.5%以内
8
变形分辨率
最大变形的 1/200000/最高可达 1/300000
9
位移示值误差
示值的±0.5%以内
10
位移分辨率
0.001mm
11
力控速率调节范围
0.005～5%FS/s
12
力控速率控制精度
速率＜0.05%FS/s 时，为设定值的±2%以内
速率≥0.05%FS/s 时，为设定值的±0.5%以内
13
变形速率调节范围
0.005～5%FS/s
14
变形速率控制精度
速率＜0.05%FS/s 时，为设定值的±2%以内
速率≥0.05%FS/s 时，为设定值的±0.5%以内
15
位移速率调节范围
0.001～500mm/min
16
位移速率控制精度
速率＜0.5mm/min 时，为设定值的±1%以内
速率≥0.5mm/min 时，为设定值的±0.2%以内
17
有效拉伸行程
700mm（可根据用户需求定做）
18
有效压缩行程
700mm（可根据用户需求定做）
19
有效试验宽度
400mm
20
主机外形尺寸
750*520*1740mm（可订制尺寸）
21
主机重量
约 290Kg
22
电源
220V，50Hz，1.5kW
四、性能特点
（一）机械工艺结构： 精密仪器检测设备技术方案
主机架主要由底座、四根立柱和两根精密滚珠丝杠构成大门式落地框架结构；传
动加载系统采用交流伺服电机及同步齿形带减速装置，带动高精密滚珠丝杠转动，再
驱动移动横梁实现加载。本机造型美观，稳定性好，刚性大，控制精度高，工作效率
高，噪音低，节能环保。
（二）控制及测量系统：
本机采用先进的 Test4.0 全数字闭环控制系统进行控制及测量，采用电脑进行试
验过程及试验曲线的动态显示，并进行数据处理。试验结束后可通过图形处理?？槎?
曲线放大进行数据再分析编辑，性能达到优质水平。
1.实现专用的位移、变形、速度闭环控制：试验过程中，可灵活更改试验速度及试验
方法，以使试验方案更加灵活、更加充实；
2.多层?；ぃ?/span>具有软件和硬件两级?；すδ?，可实现对试验机的过载、过流、过压、
欠压、过速、限位等多种安全?；し绞?；
3.3 路高速 24 位 A/D 转换通道，有效码值分辨率最高可达±30 万分之一，实现了内
外不分档，且全程分辨率不变；
4.采用 USB 或串口通讯，数据传输稳定可靠，抗干扰能力强；
5.采用 3 路脉冲信号捕获通道（3 路脉冲信号分别为 1 路位移和 2 路大变形信号），
并且采用目前先进的四倍频技术，使有效脉冲数量放大四倍，大大提高了信号的分
辨率，最高捕获频率为 5MHz；
6.一路伺服电机数字驱动信号，PWM 输出的最高频率为 5MHz，低为 0.01Hz。
※控制及测量系统的技术优势：
1.Test4.0 全数字闭环控制系统
Test4.0 全数字闭环控制系统是我公司最新研发的新一代试验机专业控制系统，
它采用了当前先进的伺服电机专业控制芯片和多通道数据采集处理?？?，保证
了系统采样的一致性和高速有效的控制功能，确保了系统的先进性。系统设计上尽量
使用硬件?？?，保证了产品的稳定可靠。
2.高效专业的控制平台
Test4.0 是专用于自动控制的 IC，内部是 DSP+MCU 的组合。它集成了 DSP 运算速
度快和 MCU 对 I/O 口控制能力强的优点，其整体性能明显优于单纯的 DSP 或 32 位单
片机。其内部集成了硬件的电机控制所需?？?，例如：PWM，QEI 等。使系统的关键性
能完全由硬件?？楸Ｖ?，保证了系统的安全平稳运行。
3.以硬件为基础的并行采样模式精密仪器检测设备技术方案
本系统的另一亮点是采用了专用 ASIC 芯片。通过 ASIC 芯片可对试验机各传感器
信号实现同步采集，使我们在国内实现真正以硬件为基础的并行采样模式，避免
了以往对各传感器通道分时采样造成的载荷和变形不同步的问题。
4.位置脉冲信号硬件滤波功能
光电编码器位置捕获?？椴捎米ㄓ糜布？?，内置 24 级滤波器，对采集的脉冲
信号进行整形滤波，避免了位置脉冲捕获系统因干扰脉冲的出现而造成错误计数，更
有效的保证了位置精度，使位置脉冲捕获系统能稳定可靠的工作。
5.控制功能底层实现
专用 ASIC 芯片分担了采样、状态监控等一系列外围工作，而通讯等相关工作由
内部硬件?？槭迪?，所以 DSC 更能专注于控制 PID 计算等主体工作，不仅更加可靠，
而且控制的响应速度更快，从而使我们的系统由控制板最底层运算就完成了 PID 调整
与控制输出，真正实现了闭环控制在系统底层完成。
※Test4.0 软件的性能特点：
用户界面支持 Windows 98、Windows Me、Windows XP，实时曲线显示及处理，图
形图像化，软件结构?？榛?，数据的存储和处理基于 MS-ACCESS 数据库，便于与
OFFICE 等办公软件连接。
1.用户权限分级管理模式
用户登陆后，系统根据其权限开放相应的操作功能?？?。超级管理员具有最高权
限，可进行用户权限管理，给不同操作员授权不同的操作?？?。
2.拥有强大的试验管理功能，试验单位可根据需求任意设定。
可根据不同的标准编辑相应的试验方案，试验时只要选择相应的试验方案，即可
根据标准要求完成试验，并输出满足标准要求的试验报告。试验过程及设备状态实时
显示，如：设备运行状态、程序控制运行步骤、引伸计是否切换完成等。
3.强大的曲线分析功能
可选择负荷-变形、负荷-时间等多种曲线，实时显示其中一种或多种。同组试样
的曲线可使用不同颜色迭加对比，遍历曲线，试验曲线上的任意段可进行局部放大分
析，并且支持在试验曲线上显示和标注各特征点，还可以在曲线上自动或手动取点进
行对比分析，标注了特征点的曲线亦可以在试验报告中打印输出。
4.试验数据自动存储，避免因意外造成的试验数据丢失。
具有试验数据模糊查询功能，可根据不同的条件快速查找所完成的试验数据和结
果，实现试验结果再现，还可将不同时间或批次进行的同一试验方案的数据合并打开，
进行对比分析。数据备份功能还可将之前存储的数据另行保存和查看。精密仪器检测设备技术方案
5.MS-ACCESS 数据库保存格式与软件的扩展能力
Test4.0 软件的核心是基于 MS-ACCESS 数据库，可与 Office 办公软件接口，将报
告存储为 WORD 格式或 EXCEL 格式；另外使原始数据得以开放，用户可通过数据库查
阅原始数据，便于材料研究，充分发挥测量数据的效能。
6.另加引伸计可自动求取 ReH、ReL、Rp0.2、Fm、Rt0.5、Rt0.6、Rt0.65、Rt0.7、Rm、
E 等试验参数，参数可自由设定，并能打印所作的图形。
7.可设定屈服后去掉引伸计功能
Test4.0 软件自动判断，在试样屈服结束后将变形切换为位移采集，并在信息栏
中提醒用户“变形切换结束，可以去掉引伸计”。
8.自动返回：移动横梁可自动返回试验初始位置。
9.自动校准：负荷、伸长可按所加标准值自动标定。
10.量程模式：全量程不分档
1）?？榈ピ憾嘀指郊榛罨セ?，?？榛牡缙布阌诠δ芾┱购臀?；
2）自动切换：试验过程中显示曲线根据试验力和变形量大小自动变换量程。
五、设备配置
序号
设备配置名称
数量/单位
1
主机 10KN 双臂结构
一台
2
机架
一套
3
滚珠丝杠：高精密、无间隙
两根
4
伺服电机和伺服调速系统
一套
5
控制及测量系统
一套
6
同步齿形带
一套
7
负荷传感器 10KN
一只
8
全数字闭环控制及测量系统
一套
8.1
负荷测量系统
8.2
位移测量系统
8.3
变形测量系统
精密仪器检测设备技术方案
9
软件
一套
10
全智能手控盒
一个
11
商用电脑
一台
12
A4 惠普商用打印机
一台
13
标
配
辅
具
楔型拉伸附具
平钳口： 0-7、7-14、14-20mm
任选一付
圆钳口：φ 4- 9、φ 9- 14、φ
14- 20
（mm）
压缩附具
压盘直径：φ 100mm
一套
六、 技术情报和资料的保密
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义务，不论本方案是否采用，本条款长期有效；
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