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全自动拉伸试验机

尺寸测量装置的原理分析与维修

陈泳，宋小勇，郭峰，刘志军，汪良俊

（马鞍山钢铁股份有限公司检测中心，安徽马鞍山243000）

摘要：力学测试中试样宽度、厚度的尺寸测量必不可少。近年来，国内较多测试实验室配备了带有尺寸测量装置的全自动拉伸试验机。

该装置使用频繁，故障率较高，直接影响自动拉力测试的稳定运行。本文以进口品牌Zwick试验机为例，介绍了尺寸测量装置的工作原理

及部分常见故障的诊断过程及处理方法。

关键词：尺寸测量装置；故障诊断；拉伸试验机

中图分类号：TH871文献标识码：A文章编号：1671-0711（2024）09（下）-0154-02

全自动拉伸试验机广泛用于金属材料行业，可测量气动机构、电动控制部分等。CMU测量装置主要是指包

材料的如弹性模量、屈服强度、规定非比例延伸强度、含4个光栅尺的测厚、测宽系统，通过数据、供电线缆

抗拉强度、断后伸长率、断面收缩率等重要力学性能参连接至主控柜内部的控制盒，可实现对试样尺寸厚度、

数。全自动拉伸试验机整个试验的基本流程如下：取样宽度的测量。厚度测量传感器采用球形尖端对平试样有

及试样识别→测量试样重量及长度→测横截面尺寸→装非常高的精度对非平试样有低的测量误差；宽度测量传

夹试样→视频引伸计跟踪试验过程→开始试验→试验结感器采用平头尖端即使对非常薄的试样也能进行非常精

束→装卸和回收断样→复位试验。其测量系统的核心通确的测量。光栅尺连接有气压可调的压缩空气，当气管

常称为CMU，英文全程为Cross

sectionMeasurement

中有压缩空气正向压力时，测头伸出。在厚度或宽度方

Unit。试样原始横截面积测量时，通过实测横截面尺寸向上，两个光栅尺测头伸出前与伸出后的长度之差，便

以计算得出试样最小原始横截面积，即（So）。由于是所测量对象的尺寸。

试样横截面积测量时，其准确性受到很多因素的制约，1.2 测量流程

尤其是量具的分辨能力，因此必须注意量具的测量装自动标定：机械手夹持标块送至试样尺寸测量装置，

置所测得的宽度和厚度值，测量分辨力以保证面积测测量装置夹钳夹紧标块，送料机械手松开。测量装置的

定的准确度。在测量时，如果是矩形或弧形截面试样，宽度、厚度两个方向的光栅尺伸出，测量后，将数值返

应在标距两端和中间三处横截面上测量其壁厚和宽度，回至测量系统，两个方向的光栅尺缩回，送料机械手夹

取三次测量所得的最小横截面积作为试样原始横截面紧试样，夹钳松开，送料机械手将标块放回标块位。标

积。以Zwick250KN试验机为例，试样尺寸测量装置精定的结果与标块预先输入的标准尺寸进行比较，如厚度

度为±1μm，分辨率

0.1μm。截面积测量装置替代偏差1‰宽度为2‰以内，标定通过，属于正常误差。

人工测量可减少人为随机误差，提供良好的测量条件，如果超差，系统则会报错。

是实现拉伸试验机全自动化中的关键环节，也是有些厂2 典型问题诊断及处理

商在推广全自动拉伸试验机时碰到的瓶颈之一。测量装2.1 无法通过标定初始化，不断提示“重新校准”

置日常使用频繁，维修成本高，且影响测试全流程。通故障现象：该故障现象为每当间隔数量（20根）的

过测量装置的工作原理分析及常见故障讨论，可有效降试样测试完毕，设备进行自行标定的时候，会频繁的出

低故障时间。现“重新校准