[发明专利]大载荷试验机微小载荷控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种大载荷试验机微小载荷控制系统及控制方法，该系统包括微小载荷加载装置和微小载荷控制系统；所述微小载荷加载装置包括与大载荷试验机作动单元上夹头连接的弹簧加载机构，与弹簧加载机构连接的试件，以及与试件连接的小载荷传感器，小载荷传感器安装在大载荷试验机作动单元下夹头上；所述微小载荷控制系统包括控制器、与控制器连接的上位机以及模拟输入设备和模拟输出设备；通过一套外部微小载荷加载装置和控制系统，利用大载荷试验机的位移控制功能实现微小载荷精确控制；本发明用于提高大载荷试验机的微小载荷控制精度，拓展应用范围和通用性，降低设备投入。

主权项

1.一种大载荷试验机微小载荷控制系统，其特征在于：包括微小载荷加载装置和微小载荷控制系统；所述微小载荷加载装置包括与大载荷试验机作动单元上夹头连接的弹簧加载机构，与弹簧加载机构连接的试件，以及与试件连接的小载荷传感器，小载荷传感器安装在大载荷试验机作动单元下夹头上；所述微小载荷控制系统包括控制器、与控制器连接的上位机以及模拟输入设备和模拟输出设备；微小载荷加载装置通过弹簧加载机构将大载荷试验机输出的位移转换为微小载荷施加给试件，试件受力通过小载荷传感器测量；大载荷试验机通过外部接口和微小载荷控制系统的控制器连接；微小载荷控制系统的上位机将控制设定参数即加载模式、加载力、加载速度发送给控制器，控制器通过模拟输入设备的第一模拟输入端口采集大载荷试验机控制器输出的位移信号，通过模拟输入设备的第二模拟输入端口采集微小载荷加载装置中小载荷传感器测量的试件微小载荷信号，位移和载荷信号作为反馈量送入控制器，控制量为微小载荷，利用闭环控制算法计算出控制位移，经模拟输出设备的模拟输出端口输出并送入大载荷试验机控制器进行位移控制；通过大载荷试验机和微小载荷控制系统协同控制实现大载荷试验机的微小载荷闭环控制；所述微小载荷加载装置的具体结构为：包括与大载荷试验机作动单元上夹头连接的上夹具(1)，导向杆(2)与上夹具(1)采用活塞导向方式连接，加载弹簧(3)安装在导向杆(2)上，导向杆(2)下端与上压盘(5)通过螺纹连接，导向杆(2)用于保证加载弹簧(3)沿轴向变形，防止弹簧失稳及偏压；限位开关(4)安装在上压盘(5)上表面，用于加载弹簧(3)压缩限位保护；还包括与大载荷试验机下夹头连接的下夹具(9)，小载荷传感器(8)安装在下夹具(9)上，下压盘(7)安装在小载荷传感器(8)上，试件(6)放置在上压盘(5)和下压盘(7)间；大载荷试验机作动位移通过上夹具(1)传递给加载弹簧(3)，加载弹簧(3)受压变形产生压缩载荷通过上压盘(5)传递给试件(6)、下压盘(7)和小载荷传感器(8)，各部件采用串联结构，大载荷试验机压缩加载弹簧(3)产生的载荷等值传递给试件(6)及小载荷传感器(8)。