、概述

    KLP-10KN型數(shù)顯陶瓷力學(xué)性能綜合試驗(yàn)機(jī)采用液壓加荷機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)勻速加荷。廣泛用于測(cè)量工程陶瓷、電瓷、日用陶瓷、水泥、磚瓦制品的壓縮強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，抗折強(qiáng)度，彈性模量的測(cè)試。更換不同的夾具，用于測(cè)定抗彎，抗折，耐破，抗壓，彈性模量等性能等參數(shù)。適應(yīng)工程質(zhì)量檢測(cè)，工廠(chǎng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)，教學(xué)可研等行業(yè)。

二、主要技術(shù)參數(shù)

1、zui大載荷：10KN；

2、加壓行程： 160mm；

3、加荷速度：5～700（N/S）可調(diào)；

4、變形范圍：0-5mm，精度：小于0.5%；

5、壓頭直徑：50mm

6、臺(tái)面尺寸：100*100(mm)，zui大可達(dá)200*200(mm)，

   可以根據(jù)用戶(hù)實(shí)驗(yàn)樣品要求定制。

7、彎曲強(qiáng)度為三點(diǎn)彎試驗(yàn)?zāi)＞撸С信_(tái)面壓桿直徑10mm, 跨距可調(diào)整。

8、數(shù)據(jù)電腦處理精度：小于0.5%；

9、可連接上位機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制及數(shù)據(jù)處理操作。

10、電源：220V，0.3KW;

三、結(jié)構(gòu)及工作原理

（）結(jié)構(gòu)

該儀器由電動(dòng)加載機(jī)構(gòu)，夾具、數(shù)顯壓力檢測(cè)裝置及控制系統(tǒng)組成。

（二）工作原理

先根據(jù)試驗(yàn)要求安裝好選定的壓具，根據(jù)壓具高度調(diào)節(jié)好上壓板，將試樣放置在壓具內(nèi)。打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，按“加載”按扭，電機(jī)經(jīng)減速器減速，驅(qū)動(dòng)螺母軸套，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)壓力傳感器、下壓板和壓具上升，當(dāng)壓具與上壓板接觸時(shí)開(kāi)始對(duì)試樣加荷，其力通過(guò)壓力傳感器傳遞到數(shù)顯表上，當(dāng)被測(cè)試樣破碎時(shí)，數(shù)顯表即保留其zui大值，且停止加載。

四、操作步驟

1、根據(jù)不同的試樣和所采用的方法標(biāo)準(zhǔn)安裝好試樣壓具，且調(diào)整好上壓板位置。

2、接通電源，將面板上電源開(kāi)關(guān)打開(kāi)，數(shù)顯壓力表得電。

3、按照測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方法要求，安裝好試樣。

4、按下清零鍵，對(duì)數(shù)顯壓力表進(jìn)行清零。

5、調(diào)節(jié)“速度調(diào)節(jié)”旋鈕，可改變加載卸載速度，按“加載”按扭。加載指示燈亮，下壓板上升，當(dāng)試樣受力達(dá)到極限，試樣受破壞，且力也隨之減少，但其數(shù)顯示表仍保持顯示zui大值，自動(dòng)停止電機(jī)加載，并記下zui大值。

6、“加載”“卸載”“停止”按鈕可控制下壓板上升，下降，停止。

7、測(cè)試完后，關(guān)閉電源并清潔儀器。

如果需要測(cè)試幾個(gè)試樣即將試樣放置好后，重復(fù)上述“4－7”操作步驟。

8、 按照各自選定的方法標(biāo)準(zhǔn)處理數(shù)據(jù)，確定其抗壓強(qiáng)度。

9、 數(shù)據(jù)計(jì)算：

a、將測(cè)量數(shù)據(jù)代入下式計(jì)算抗壓強(qiáng)度，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。

1        d₁+d₂

A=  ­—— π（­————）²

4         2

        P

R_C = ­——

A

式中:A­—— 試樣受壓面積（mm²）；

d₁、d_2­—— 試樣上、下受壓面的直徑（mm）；

P ­—— 試樣破壞時(shí)的壓力（N）；

R_C—— 多孔陶瓷抗壓強(qiáng)度（MPa）

b、數(shù)據(jù)處理按以下原則進(jìn)行

（1）當(dāng)所有試樣的強(qiáng)度觀(guān)測(cè)值的zui大相對(duì)誤差≤15%時(shí)，以它們的平均值作為檢驗(yàn)結(jié)果。

                ︱zui大值（或zui小值）－平均值︱

zui大相對(duì)誤差= ­——————————————— ×100

平均值

（2）zui大相對(duì)誤差＞15%時(shí)，應(yīng)舍棄相對(duì)誤差zui大的觀(guān)測(cè)值，然后將剩余觀(guān)測(cè)值再按上述方法計(jì)算驗(yàn)證，直到符合規(guī)定為止。

（3）舍去的觀(guān)測(cè)值數(shù)目，若達(dá)到試樣總數(shù)的40%時(shí)，應(yīng)重新取樣檢驗(yàn)。

10、以下為彈性模量和壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法：

精細(xì)陶瓷彈性模量試驗(yàn)方法（彎曲法）

1）試樣制備

試樣從待測(cè)制品上切取或用與待測(cè)制品相同的工藝制成，每組試樣的數(shù)量不少于5個(gè)。其尺寸如下圖1所示。按照GB/T 1182的規(guī)定試樣相對(duì)面的平行度不大于0.02 mm，相鄰面的垂直度不大于0. 02 mm按GB/T 1031規(guī)定試樣上下面的表面粗糙度Rz不大于1.60μm。

2）試驗(yàn)步驟

（1）測(cè)量試樣中部的寬度和厚度，0.01 mm.

L_T — 試樣全長(zhǎng)，L+6mm;

b — 試樣寬度，4mm;

h 試樣厚度，采用應(yīng)變片或采用位移計(jì)三點(diǎn)彎曲時(shí):1mm<h<0.06L;

  采用位移計(jì)四點(diǎn)彎曲時(shí):1mm<h<0.045L；

L — 支撐跨距;

圖1 試樣尺寸示意圖

(2) 測(cè)量跨距，0.01 mm。把試樣放在支座正中，使試樣與支撐輥軸線(xiàn)垂直。

(3) 按GB/T 6569方法所測(cè)彎曲強(qiáng)度的70%的載荷作為加載的載荷上限，在應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的直線(xiàn)范圍內(nèi)，以小于或等于。. 1 mm/min的位移速率加載每次記錄下對(duì)初載荷和末載荷及其對(duì)應(yīng)的撓度值。載荷增量應(yīng)在材料的線(xiàn)彈性范圍內(nèi)。

3）應(yīng)變測(cè)量或位移測(cè)量

(1) 應(yīng)變測(cè)量:采用應(yīng)變測(cè)量裝置測(cè)量試樣應(yīng)變時(shí)，在三點(diǎn)彎曲時(shí)應(yīng)變片的長(zhǎng)度不得大于1 mm,在四點(diǎn)彎曲時(shí)應(yīng)變片長(zhǎng)度不得大于5 mm。應(yīng)變片粘貼于試樣跨距的中央，記錄加載過(guò)程中載荷與應(yīng)變的變化值。

(2) 位移測(cè)量:采用位移測(cè)量裝置測(cè)量彎曲撓度或加載點(diǎn)位移時(shí)，為使所測(cè)撓度不包含有系統(tǒng)的接觸變形(特別是對(duì)于厚度與跨距比值大于0.06的情況)，應(yīng)進(jìn)行撓度修正試驗(yàn)?？刹捎脧椥阅Ａ坎坏陀诒粶y(cè)試樣的材料制成大剛度的修正試樣(可用碳化鎢，E=600 GPa)。修正試樣的長(zhǎng)和寬與試樣致，厚度應(yīng)不小于試樣的5倍以上。也可采用相同跨距，寬度和厚度立方的乘積為原試樣的100倍的修正試樣。假設(shè)修正試樣在與試樣相同的載荷范圍內(nèi)，其彎曲撓度近似為零，所測(cè)修正試樣的彎曲撓度實(shí)際上是接觸變形，以此作為被測(cè)試樣撓度的修正值。即實(shí)際撓度值Y=Ym-Yc(Ym為撓度測(cè)量值，Yc為撓度修正值)

4）結(jié)果計(jì)算

(1) 三點(diǎn)彎曲加載方式測(cè)量的彈性模量

使用應(yīng)變片時(shí)，參照?qǐng)D2,按式(1)計(jì)算彈性模量:

E_b3= 3L(P₂P₁)/2bh2(ε₂ε₁)×10^-3   …………(1)

式中：E_b3  — 三點(diǎn)彎曲加載方式測(cè)量的彈性模量，單位吉帕(GPa) ;

P_1，P₂ — 分別為材料在線(xiàn)性范圍內(nèi)加載的初載荷和末載荷，單位牛頓(N);

L — 試樣支座間的距離，單位毫米(mm) ;

b — 試樣寬度，單位毫米(mm) ;h — 試樣厚度，單位毫米(mm) ;

ε1,ε2 — 分別為與P1和P2對(duì)應(yīng)的試樣跨中的應(yīng)變，無(wú)量綱。

采用位移測(cè)量裝置測(cè)量試樣彎曲撓度或加載點(diǎn)位移時(shí)，以試樣位移測(cè)量值Ym與試樣位移測(cè)量修正值Yc之差作為實(shí)際撓度Yt,參照?qǐng)D3，按式(2)用載荷增量和撓度增量來(lái)計(jì)算彈性模量:

…………(2)  

式中:Y_t1，Y_t2— 分別為與載荷P₁和P₂對(duì)應(yīng)的跨中撓度，單位毫米(mm)

其余各項(xiàng)同式(1)

精細(xì)陶瓷壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法

1)試樣

(1)取樣:試樣應(yīng)從待測(cè)制品中切取或直接按待測(cè)制品的制造工藝制備，不應(yīng)有可見(jiàn)破損或裂紋。每組試樣數(shù)量不少于10個(gè)。

(2)試樣形狀及尺寸:如圖4所示，試樣形狀為圓柱形或橫截面為正方形的方棱柱。圓柱形試樣底面直徑為5 mm士0.1 mm，高度為12.5mm士0.1mm橫截面為正方形的方棱柱試樣截面邊長(zhǎng)為5 mm士0. 1 mm，高度為12. 5 mm士0.1mm。對(duì)于壓電陶瓷，其長(zhǎng)度應(yīng)沿極化方向取12.5 mm士0.1mm，不去除電極面。

(3)試樣處理:上下表面應(yīng)研磨成平面并相互平行，平行度*.01 mm，與軸心垂直度誤差不大于0.01mm。上下表面的邊緣作45°的倒角或圓弧倒角，深度為0.1 mm-0.2 mm。試樣表面粗糙度Rz按GB/T 1031規(guī)定不大于3.2μm

2)試驗(yàn)方法

(1)測(cè)量試樣的直徑或截面尺寸，0.02 mm。

(2)小心地將試樣、接觸塊中心對(duì)準(zhǔn)試驗(yàn)機(jī)壓板的中心，在試樣與接觸塊之間墊以墊片。在試樣周?chē)胖梅雷o(hù)罩以防止試驗(yàn)時(shí)試樣碎片飛出(見(jiàn)圖5)

(3)對(duì)試樣連續(xù)施加試驗(yàn)力，橫梁位移速率為0.2 mm/min，記錄試樣壓縮破壞時(shí)的臨界載荷。

(4)對(duì)于壓電陶瓷，應(yīng)在極化十天后按1-3條方法進(jìn)行試驗(yàn)。

(5)對(duì)于準(zhǔn)脆性陶瓷和可加工陶瓷樣品，破壞后的樣品可能發(fā)生剪切破壞而不是粉碎性破壞，宜保留樣品做斷口分析。

(6)每個(gè)壓縮試驗(yàn)完成后應(yīng)仔細(xì)清掃接觸塊以及壓板，以免碎片影響到下個(gè)試樣的試驗(yàn)。

c倒角深度0.1 mm-0.2 mm;  r倒角半徑;

h試樣高度;                d — 試樣截面直徑或邊長(zhǎng)。

圖4 試驗(yàn)樣品形狀和尺寸示意圖

1上壓頭；

2— 接觸塊；

3— 墊片；

4— 試驗(yàn)樣品；

5— 防護(hù)罩；

6— 接觸塊；

7—下壓頭；

8— 球缺接觸面；

9— 試驗(yàn)機(jī)底座；

圖5 陶瓷壓縮試驗(yàn)的樣品和加載示意圖

4)結(jié)果計(jì)算

(1)單個(gè)試樣的壓縮強(qiáng)度按式(1)計(jì)算

…………(1)     

式中:δ_c— 壓縮強(qiáng)度，單位兆帕(MPa) ;

P — 臨界載荷，單位牛頓(N);

A — 試樣橫截面積，(對(duì)圓柱試樣A=πd²/4;對(duì)于正方截面試樣A= d²)，單位平方毫米(mm²)壓縮強(qiáng)度計(jì)算有效數(shù)字修約到整數(shù)位，當(dāng)測(cè)定值小于100 MPa時(shí)，有效數(shù)字修約到三位.

(2)平均值的計(jì)算:

…………(2)

式中:   — 壓縮強(qiáng)度的平均值，單位兆帕(MPa) ;

n — 被測(cè)試樣數(shù)量;

— 第i個(gè)試樣的壓縮強(qiáng)度，單位兆帕(MPa) o

(3)按試(2)算出標(biāo)準(zhǔn)偏差，有效數(shù)字修約到三位:

………(3) 

式中:  S — 標(biāo)準(zhǔn)偏差，單位兆帕(MPa) ; 其他同式(1),

精細(xì)陶瓷彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法

1)試驗(yàn)設(shè)備

圖6 彎曲強(qiáng)度測(cè)試結(jié)構(gòu)

2)試樣

(1)試樣尺寸

1.1 試樣的機(jī)加工

試樣的尺寸在圖7中已標(biāo)明。梁試樣的橫截面的長(zhǎng)寬公差為±0.2 mm?？v向表面平行度公差為0.015 mm

1.2 自然燒結(jié)或熱處理過(guò)的試樣

試樣的尺寸可能會(huì)跟所規(guī)定的有差異，但凡與1.1和圖7的規(guī)定有偏離，都應(yīng)在報(bào)告中注明。

(2)試樣的加工處理

2.1 概述

試樣外表加工可有不同的選擇少受拉面的兩條長(zhǎng)邊緣應(yīng)像圖7那樣進(jìn)行倒角。建議所有的四個(gè)長(zhǎng)的側(cè)面都要拋光研磨。在各種的情況中，試樣的末端表面不需要特殊處理。雖然表面的處理過(guò)程不是本標(biāo)準(zhǔn)的主要部分，但建議對(duì)表面的粗糙度進(jìn)行測(cè)量和報(bào)告。

圖7 試樣尺寸示意圖

2.2 自然燒結(jié)的試樣(無(wú)機(jī)械加工)

燒結(jié)后的試樣未經(jīng)過(guò)任何機(jī)械加工。此時(shí)可以用燒結(jié)出的試樣直接測(cè)試。應(yīng)在燒結(jié)前做表面的研磨。

注:燒結(jié)后試樣特別容易扭曲和翹曲?？赡懿环?.1中提出的平行度要求，此時(shí)應(yīng)使用全可調(diào)的夾具。

2.3 常規(guī)的加工

采用常規(guī)的加工方法時(shí)要力求使樣品的損傷達(dá)到zui小(使加工過(guò)程導(dǎo)致的表面損傷和殘余應(yīng)力盡可能zui小)。試樣的受拉面的長(zhǎng)邊緣應(yīng)像圖7中那樣倒角處理。

2.4 試樣的數(shù)量

彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)的試樣不應(yīng)少于十個(gè)。如果要進(jìn)行個(gè)統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度分析(例如，Weibull統(tǒng)計(jì)分析)，則少要做30個(gè)試樣。

注:使用30個(gè)以上試樣有助于獲得可靠的強(qiáng)度分布參數(shù)，例如Weibull模數(shù).使用30個(gè)試樣也有助于檢測(cè)材料的含缺陷概率。

3)試驗(yàn)步驟

(1)用精度為0.002 mm的千分尺測(cè)量試樣的寬度(b)和厚度(d)。試樣的尺寸測(cè)量可以在測(cè)試前或測(cè)試后。如果試驗(yàn)前測(cè)量試樣尺寸，應(yīng)盡可能在接近中點(diǎn)的地方測(cè)量;如果試驗(yàn)后測(cè)量試樣尺寸，應(yīng)在試樣的斷裂處或接近斷裂處測(cè)量試樣尺寸。應(yīng)小心操作避免測(cè)量時(shí)引人表面損傷。

(2)選用合適的三點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲夾具進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)試樣的平行度不符合要求時(shí)，應(yīng)使用全可調(diào)的夾具。

(3)在測(cè)試中應(yīng)保證上下輥棒的清潔，保證輥棒沒(méi)有嚴(yán)重的劃痕并能自由的滾動(dòng)。

(4)把試樣放在測(cè)試夾具的兩根下輥棒中間，將4 mm寬的那面接觸輥棒。如果試樣只有兩個(gè)長(zhǎng)邊被倒角，放試樣的時(shí)候應(yīng)確保倒角在受拉面。小心放置試樣避免損傷。試樣兩端應(yīng)伸出支撐輥棒的接觸點(diǎn)大約相等的距離。前后距離誤差小于0.1 mm，見(jiàn)圖6。

(5)測(cè)試時(shí)，預(yù)壓力不應(yīng)大于強(qiáng)度預(yù)期值的10%。檢查試樣和所有輥棒的線(xiàn)接觸情況以保證個(gè)連續(xù)的線(xiàn)性載荷。如果加載曲線(xiàn)不是連續(xù)均勻的則卸載，并按要求調(diào)節(jié)夾具以達(dá)到連續(xù)均勻的加載。

(6)必要的時(shí)候加載過(guò)程中可沿著輥棒畫(huà)線(xiàn)來(lái)對(duì)試樣做標(biāo)記，以確定兩個(gè)加壓輥棒(四點(diǎn)彎曲)或中間的輥棒(三點(diǎn)彎曲)的位置是否變化。同時(shí)也可以判斷斷裂后殘片的受壓面或受拉面。畫(huà)線(xiàn)可使用比較軟的繪圖鉛筆或標(biāo)簽筆。

(7)在試樣的周?chē)判┟蕖⒓?、泡沫或其他材料，防止試樣在斷裂時(shí)飛出碎片。這些材料不應(yīng)影響加載結(jié)構(gòu)或夾具調(diào)節(jié)以及輥棒的運(yùn)動(dòng)。

注:上面的做法能避免不必要的二次碎裂，并且能收集*次斷裂時(shí)的碎片以便斷口分析。

(8)應(yīng)在測(cè)試夾具周?chē)疟Ｗo(hù)屏防止斷裂碎片飛濺。

(9)試驗(yàn)機(jī)橫梁的速率應(yīng)為0.5 mm/mine

(10)使用(9)中的橫梁速率，假設(shè)試驗(yàn)夾具是剛性的，那么斷裂的時(shí)間通常應(yīng)在3s到30 s,

(11)對(duì)于時(shí)間因素的影響，例如慢裂紋擴(kuò)展或環(huán)境侵蝕(來(lái)自實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中的水蒸氣)，即使是在很短的測(cè)試時(shí)間內(nèi)對(duì)某些材料的彎曲強(qiáng)度也有很大的影響。為了消除或減少環(huán)境因素的影響，可以選擇下列方法:在試驗(yàn)夾具的表面增加個(gè)環(huán)境隔離層(例如干凈的聚乙烯薄膜);試驗(yàn)前用氮?dú)鉀_洗試樣;在流動(dòng)的干燥氮?dú)庵羞M(jìn)行試驗(yàn);或者在試樣的敏感面上祖蓋層石蠟(在170℃左右處理1 h-2 h),然后在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。但是石蠟涂層會(huì)影響隨后的裂紋現(xiàn)象的觀(guān)察分析。

(12)確保試驗(yàn)載荷的均勻性，并記錄試樣斷裂時(shí)的zui大載荷。記錄載荷的精度在±1%或更高。

(13)清理碎片并準(zhǔn)備試驗(yàn)分析。

注:只有少數(shù)碎片需要保留。很小的碎片通常不需要，因?yàn)樗鼈兪嵌嗡榱训慕Y(jié)果，不包含原始斷裂的信息。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不難確定哪些碎片是很重要的并應(yīng)被保留下來(lái).附錄B可以作為進(jìn)步的參考。在試驗(yàn)后應(yīng)用鑷子收拾碎片，或戴著手套以避免引人污染物影響隨后的裂紋顯微觀(guān)察分析。

(14) 如果斷裂是發(fā)生在四點(diǎn)彎曲中的橫梁內(nèi)側(cè)，那么先觀(guān)察斷裂起始點(diǎn)作為初步的觀(guān)察。試樣的斷裂也可能發(fā)生在橫梁的外側(cè)或者在個(gè)內(nèi)側(cè)加載點(diǎn)上。這些現(xiàn)象應(yīng)包含在試驗(yàn)設(shè)定范圍內(nèi)。由附錄B可以得到更多的關(guān)于彎曲試樣的斷裂示例的解釋。

注1:附錄B是個(gè)對(duì)于斷裂源尺寸和位置以及強(qiáng)度離散性的般推理。即斷裂源處在內(nèi)跨距之外的情況通常發(fā)生在強(qiáng)度離散性比較高的材料，這會(huì)導(dǎo)致較低的Weibull模數(shù)如果有很多的斷裂發(fā)生在內(nèi)跨距之外，或者很多斷裂直接發(fā)生在四點(diǎn)彎曲加載處，有可能測(cè)試儀器沒(méi)有調(diào)試好。應(yīng)停止測(cè)試，把問(wèn)題解決后再繼續(xù)。

注2:多重碎裂對(duì)于高強(qiáng)度陶瓷來(lái)說(shuō)很常見(jiàn)。在大多數(shù)情況下，二次碎裂會(huì)直接發(fā)生在個(gè)加載壓頭處。這是正常的，而且得到的強(qiáng)度結(jié)果可能會(huì)非常高.

(15)試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)測(cè)量記錄實(shí)驗(yàn)室濕度和溫度。

4)計(jì)算

(1)三點(diǎn)彎曲的彎曲強(qiáng)度按式(1)計(jì)算:

…………(1)    

式中:  —彎曲強(qiáng)度，單位兆帕(MPa) ;  L— 夾具的下跨距，單位毫米(mm);

其他同公式(1)

注1:根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，三點(diǎn)彎曲夾具的下支撐跨距是30 mm或40 mm.

注2:公式1正規(guī)的彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式。它們給出了在試樣斷裂時(shí)的zui大應(yīng)力。在某些情況下，例如，如果試樣不是在zui大應(yīng)力處斷裂，強(qiáng)度計(jì)算公式就需要修正。

(2)平均強(qiáng)度  和標(biāo)準(zhǔn)差s按式(2)、式(3)計(jì)算:

…………(2)    

…………(3)    

式中:    — 第z個(gè)試樣的強(qiáng)度，單位兆帕(MPa) ;

s— 標(biāo)準(zhǔn)差，單位兆帕(MPa);

n— 試樣總數(shù)。

五、數(shù)顯儀表部分詳讀其使用說(shuō)明書(shū)。見(jiàn)KSF003說(shuō)明

注意：儀表參數(shù)不要輕易改變，否則不能正常工作

六、設(shè)備的維護(hù)及保養(yǎng)

1、 儀器要經(jīng)常保持干凈、整潔、經(jīng)常涂油、保持設(shè)備機(jī)械部分不銹蝕。

2、 儀器及控制部分要經(jīng)常通電，以保證各電子、電器元件不受潮霉變。

3、 儀器每年校定次。

附錄A、KSF003測(cè)力控制儀使用說(shuō)明

• 概述

     KFS003測(cè)力控制儀是種常用測(cè)力儀表，廣泛應(yīng)用在材料的力學(xué)試驗(yàn)上，以測(cè)量材料的抗折，抗壓，抗拉強(qiáng)度。儀表采用次微控制器設(shè)計(jì)。具有結(jié)構(gòu)緊湊，采樣處理速度快，峰值壓力數(shù)據(jù)捕獲及時(shí)準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

儀表工作原理：壓力機(jī)對(duì)試件加壓，壓力傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)放大器放大，微控制器對(duì)其高速采樣處理。測(cè)得試件承受壓力值，在數(shù)碼管上顯示出來(lái)，加壓時(shí)記錄zui大值，如果壓力值迅速減小或者消失，下降速度達(dá)1N/ms（可鍵盤(pán)設(shè)定）以上時(shí)，表明試件破壞斷裂，儀表鎖定斷錢(qián)的zui大壓力值不變。表內(nèi)斷電器吸合，外部電路動(dòng)作，停止加力。峰值指示燈亮，作為繼電器動(dòng)作的指示。當(dāng)壓力超限（超過(guò)壓力傳感器zui大允許值），超荷指示燈亮，繼電器也吸合，通過(guò)外部電路對(duì)傳感器進(jìn)行保護(hù)。

儀表可連接微型打印機(jī)，打印測(cè)量數(shù)據(jù)。還具有RS-232C接口，可向其他設(shè)備傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)。以上兩項(xiàng)由用戶(hù)定貨時(shí)選配。

• 主要技術(shù)規(guī)格：

 1.電    源：    AC220V 50HZ ±10%           

2.環(huán)境溫度：   -10—45℃

 3.zui大濕度：    90% R.H 不可結(jié)露            

4.功    耗：    4W

 5.儀表尺寸：    160（W）×80（H）×160（D）

6.傳感器電源：  DC±60V

 7.A/D轉(zhuǎn)換速度： 500次/秒                  

8.測(cè)量精度：    0.2% F.S

 9.顯示范圍：    0-9999

• 操作使用說(shuō)明

   前面板上共有7個(gè)按鍵，通過(guò)這7個(gè)按鍵，配合面板上6個(gè)數(shù)碼管的數(shù)據(jù)，進(jìn)行操作，說(shuō)明如下：

   1、[數(shù)字]鍵：輸入數(shù)字。每按下次，“輸入數(shù)位”上數(shù)字遞加1。數(shù)碼管上閃爍位為“輸入數(shù)位”。該鍵般在調(diào)校儀表時(shí)使用。

   2、[移位]鍵：“輸入數(shù)位”調(diào)整鍵。每按次，“輸入數(shù)位”向右移動(dòng)位。該鍵般在調(diào)校儀表時(shí)使用。

   3、[零位]鍵：測(cè)量壓力機(jī)的“零位”。按[零位]鍵，儀表開(kāi)始測(cè)零，顯示數(shù)碼管上有數(shù)據(jù)變化，2秒鐘測(cè)完，測(cè)量時(shí)“零位”的模擬電壓值送顯示，格式是2 *.***，2 表示模擬電壓， *.***表示數(shù)值，單位V.“零位”測(cè)量完畢后，顯示數(shù)碼管轉(zhuǎn)向顯示峰值壓力，儀表自動(dòng)進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。零位測(cè)定后數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保存，直下次重測(cè)更新。儀表初裝在壓力機(jī)上與傳感器連接好后，必須先測(cè)定“零位”才能進(jìn)行測(cè)力操作。平常若儀表“零位”發(fā)生變化，也需要重新測(cè)定。

   4、[復(fù)位]鍵：微控制器的硬件復(fù)位按鍵操作后，儀表重新執(zhí)行初始化程序，顯示數(shù)碼管轉(zhuǎn)向顯示峰值壓力。

   5、[功能]鍵：根據(jù)數(shù)碼管“功能號(hào)”位（zui高位）上的數(shù)字，按該鍵，執(zhí)行與功能號(hào)對(duì)應(yīng)的操作命令。共有0-8#項(xiàng)命令。[功能]鍵還兼用有退出功能：*次按下為執(zhí)行，第二次按下退到“0#”待命狀態(tài)。儀表處在待命狀態(tài)特征是：“功能號(hào)”位上數(shù)字為0并閃爍，其它位上無(wú)顯示。下面分項(xiàng)說(shuō)明：

• 0#命令：使儀表進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)的命令，執(zhí)行該命令，先清除上次的記錄，重新進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。儀表內(nèi)繼電器在開(kāi)始執(zhí)行次命令時(shí)被復(fù)位（線(xiàn)圈斷電）。

在測(cè)試過(guò)程中，壓力機(jī)對(duì)試件加壓，數(shù)碼管上顯示壓力值，當(dāng)試件發(fā)生破壞斷裂，壓力突降，峰值鎖定，不再隨壓力變化。繼電器立即動(dòng)作，使壓力機(jī)停止加壓，峰值鎖定指示燈亮，完成次測(cè)試。

重復(fù)按[功能]鍵，退出本次測(cè)試。

測(cè)試操作步驟舉列：

    ②1#命令：顯示瞬時(shí)壓力值，如果要求儀表顯示試件所受的瞬時(shí)壓力，用1#命令，操作步驟如下表：

③2#命令：顯示傳感器信號(hào)電壓（經(jīng)放大），范圍是0-5.000V。僅在檢查（觀(guān)察）傳感器和放大器時(shí)使用。

④3#命令：空命令。

⑤4#命令：標(biāo)定命令。先用壓力機(jī)對(duì)傳感器施加個(gè)確定的標(biāo)準(zhǔn)力，再通過(guò)數(shù)字鍵把該力值輸入儀表，啟動(dòng)“4#”命令，儀表將根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)壓力與實(shí)測(cè)壓力，以及原系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得出新計(jì)量系數(shù)K，從而使測(cè)量值等于標(biāo)準(zhǔn)值。（注意：操作不當(dāng)將破壞原數(shù)據(jù)，造成測(cè)量誤差）

  標(biāo)定操作舉例：

  例如加5000N標(biāo)準(zhǔn)力在傳感器上進(jìn)行標(biāo)定，具體操作是：

儀表系數(shù)K在隨機(jī)壓力機(jī)出廠(chǎng)時(shí)，由廠(chǎng)方通過(guò)標(biāo)定已經(jīng)整定好，該數(shù)據(jù)隨機(jī)提供給用戶(hù)，用戶(hù)也可以通過(guò)下述5#命令調(diào)出系數(shù)K。

 ⑥5#命令：顯示系數(shù)K或者直接對(duì)系數(shù)K進(jìn)行人工設(shè)定（修正）。用戶(hù)倘若因某種原因破壞了系數(shù)K，造成測(cè)量不準(zhǔn)，可用本命令進(jìn)行系數(shù)恢復(fù)，免去重新標(biāo)定的麻煩。舉例說(shuō)明如下：

 把原系數(shù)1440修改成1480，操作步驟如下：

 ⑦6#命令：設(shè)定材料的抗折等級(jí)。試驗(yàn)材料受力突變下降時(shí)，速度達(dá)到定程度，儀表便鎖定數(shù)據(jù)。下降速度與試材性質(zhì)有關(guān)。根據(jù)材料的性質(zhì)，分0-4 五檔，0級(jí)zui敏感，4級(jí)zui遲鈍。出廠(chǎng)時(shí)調(diào)置1級(jí)，用戶(hù)可自行通過(guò)6號(hào)命令設(shè)定。例如由1級(jí)修改成2級(jí)，操作步驟如下表：

⑧7#命令：設(shè)定壓力傳感器zui大允許加壓值，以保護(hù)傳感器，（設(shè)定方法參照5#命令）

⑨8#命令：設(shè)定小數(shù)點(diǎn)位數(shù)，0-2位有效，通過(guò)設(shè)定小數(shù)點(diǎn)位置，儀表可以適應(yīng)各種量程需要。（設(shè)定方法參照6#命令）

 注：以上4#-8#五項(xiàng)命令，可以對(duì)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行修改，修改時(shí)只有當(dāng)“輸入位”移zui低位（該位閃爍）時(shí)，再按[功能]鍵，儀表才會(huì)對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改。否則只顯示相應(yīng)號(hào)參數(shù)值。同理，不要求儀表修改參數(shù)而只要求顯示參數(shù)時(shí)，只要輸入相應(yīng)的參數(shù)號(hào)，按[功能]鍵即可。

 6、[加荷]鍵：由儀表啟動(dòng)，對(duì)試材加壓，有獨(dú)立外接按鍵啟動(dòng)時(shí)，此鍵為空操作，不起作用。

 7、[卸荷]鍵：由儀表啟動(dòng)，對(duì)試材卸壓，有獨(dú)立外接按鍵啟動(dòng)時(shí)，此鍵為空操作，不起作用。

附錄B、陶瓷測(cè)試試樣的典型斷裂模型

低強(qiáng)度的陶瓷，由于有較低的斷裂能量，斷裂是典型的裂為兩塊。中等和高強(qiáng)度的陶瓷斷裂般裂為多塊。顯微觀(guān)察可以幫助確定斷裂源位置，見(jiàn)圖A

1— 壓縮偏移(剪切唇);                             2— 斷裂源;

3— 裂紋分叉和雙壓縮偏移導(dǎo)致Y形斷口;

4— 由于彈性能釋放產(chǎn)生的二次斷裂(常常發(fā)生在四點(diǎn)彎曲的上輥棒附近，斷裂起源于受壓面);

5— 二次斷裂，通常在試樣的個(gè)棱上;          6— 基本斷裂源;

7— 裂紋分叉并彎曲擴(kuò)展回到受拉面;            8 二次破裂;

9— 上壓輥棒處的二次破裂;                    10— 靠近輥棒的初始斷裂源點(diǎn);

11— 純彎曲區(qū)之外的破裂;                     12純彎曲區(qū)之外的斷裂圖;

a受壓面;                                  b受拉面;

c斷裂表面垂直于受拉面;                    d上面的碎片不重要，可以忽略

圖A 陶瓷試樣測(cè)試中的典型斷裂