我國(guó)從上世紀(jì)70年代開(kāi)始引進(jìn)美國(guó)英斯德朗公司的電子拉力試驗(yàn)機(jī)，到現(xiàn)在已近30年的時(shí)間了。試驗(yàn)機(jī)的電器控制部分開(kāi)始時(shí)是大型模擬控制柜，而現(xiàn)在已成為小型數(shù)字工作站。其間對(duì)電器控制部分的維修也發(fā)生了很大的變化。恒宇儀器將深入探討電子拉力試驗(yàn)機(jī)位移系統(tǒng)異常的維修。

電子拉力試驗(yàn)機(jī)主要是做金屬拉伸和壓縮等類(lèi)型的試驗(yàn)。并配備了小型數(shù)字工作站。

1故障概況

拉力機(jī)橫梁的基本原理(見(jiàn)圖1)是：由工作站發(fā)出給定信號(hào)，給定信號(hào)通過(guò)放大器單元來(lái)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪和皮帶運(yùn)行，并使作動(dòng)器開(kāi)始移動(dòng)。位移傳感器把測(cè)到的作動(dòng)器位移信號(hào)反饋給工作站，再與工作站中的給定信號(hào)比較，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，這樣可按試驗(yàn)要求實(shí)現(xiàn)作動(dòng)器的移動(dòng)。

然而在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在工作站的顯示中，作動(dòng)器的行程只有±10mm，而正常情況應(yīng)為±50mm，所以認(rèn)為試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障。重新設(shè)定作動(dòng)器的行程50mm之后，在工作站的顯示面板上的顯示值仍不正確。

2維修步驟

2.1故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象分析認(rèn)為，有以下幾個(gè)方面會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題：位移傳感器、放大器單元、系統(tǒng)設(shè)定故障等。圖2為故障分析的步驟。

2.2維修過(guò)程

(1)檢查位移傳感器。由于試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)為一閉環(huán)系統(tǒng)，判斷系統(tǒng)中哪一部分出現(xiàn)故障，要先斷開(kāi)系統(tǒng)中的回路，使系統(tǒng)成為一開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。判斷傳感器信號(hào)是否正常，要斷開(kāi)位移傳感器的反饋信號(hào)，使系統(tǒng)成為開(kāi)環(huán)。這時(shí)，從工作站發(fā)出一個(gè)控制作動(dòng)器移動(dòng)的信號(hào)，然后測(cè)量傳感器的反饋值，重復(fù)幾次后，測(cè)量到的傳感器的反饋數(shù)據(jù)為一個(gè)線(xiàn)性變化的直線(xiàn)，判定傳感器正常。

(2)檢查放大器單元。排除了位移傳感器的故障后,現(xiàn)在要檢查放大器單元是否正常。由于試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)為一閉環(huán)系統(tǒng)，要檢查放大器單元是否正常，首先要斷開(kāi)放大器單元的輸出信號(hào)。拆除輸出接線(xiàn)，通過(guò)工作站給放大器單元加一個(gè)直流輸入信號(hào)，并測(cè)量放大器單元的輸出情況，重復(fù)幾次后，測(cè)量到的放大器單元的輸出信號(hào)成線(xiàn)性變化趨勢(shì)，判定放大器單元正常。

(3)排除了上述因素后,隨后檢查系統(tǒng)設(shè)定是否正常。在工作站中的顯示發(fā)現(xiàn)作動(dòng)器的行程只有±10mm,正常情況應(yīng)為±50mm,所以認(rèn)為系統(tǒng)設(shè)定出現(xiàn)問(wèn)題，需要重新設(shè)定系統(tǒng)。重新設(shè)定作動(dòng)器的行程為±50mm之后，在工作站的顯示板上的顯示值仍不正確。故認(rèn)為只有重新標(biāo)定位移系統(tǒng)，才能解決此故障。

3位移系統(tǒng)標(biāo)定

第一步：由于試驗(yàn)機(jī)在試驗(yàn)過(guò)程中，標(biāo)定功能已經(jīng)被鎖定，需要重新解鎖才能開(kāi)始標(biāo)定。把系統(tǒng)中的“標(biāo)定鎖定”改為“標(biāo)定解鎖”。

第二步：進(jìn)入標(biāo)定系統(tǒng)，要通過(guò)三個(gè)步驟對(duì)位移系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定：

1)根據(jù)作動(dòng)器的總行程找到作動(dòng)器的中心位置。

當(dāng)作動(dòng)器移動(dòng)到中心位置時(shí)，需要按下工作站中的

“標(biāo)定”鍵，使系統(tǒng)記下作動(dòng)器的中心位置，拉力機(jī)系統(tǒng)自行對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。

2)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)提示要求作動(dòng)器向下50mm，用一個(gè)已檢定過(guò)的鋼板尺來(lái)測(cè)量作動(dòng)器的移動(dòng)距離，當(dāng)作動(dòng)器移動(dòng)到50mm時(shí)，按下“標(biāo)定”鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)修正顯示值。

3)系統(tǒng)提示，作動(dòng)器需要回到中心位置，用鋼板尺測(cè)量作動(dòng)器的移動(dòng)距離，當(dāng)作動(dòng)器回到中心位置時(shí)，再按下“標(biāo)定”鍵，系統(tǒng)會(huì)再次修正顯示值。此時(shí)，試驗(yàn)機(jī)在“拉”向的位移系統(tǒng)標(biāo)定已完成。同樣的步驟可以標(biāo)定試驗(yàn)機(jī)的“壓”向，這樣試驗(yàn)機(jī)的位移系統(tǒng)標(biāo)定完成，試驗(yàn)機(jī)恢復(fù)正常地使用。

4維修的一般方法

由于進(jìn)口拉力試驗(yàn)機(jī)價(jià)值也非常昂貴。所以在維修的過(guò)程中，要十分注意，不要把小問(wèn)題變成大問(wèn)題。一般的維修過(guò)程如下：

(1)現(xiàn)在先進(jìn)的微電子設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，一般要仔細(xì)分析電路，盡可能地縮小出現(xiàn)故障的范圍。

(2)在維修過(guò)程中，遇到不好測(cè)量的情況，可采用替換法來(lái)修理，會(huì)非常容易找出故障原因。

5結(jié)論

通過(guò)對(duì)拉力機(jī)位移系統(tǒng)的標(biāo)定，使拉力機(jī)恢復(fù)正常的位移控制功能，并恢復(fù)了正常使用。同時(shí)也節(jié)約了外檢的費(fèi)用。