万能试验机的数据采集方式应合理,按定义求取弹性模量的应力、应变是一组关联数据,它们应该同步采集,以此求取的弹性模量才是真实的。早期的材料试验机弹性模量的求取基本上采取X-Y记录仪所绘制的应力-应变曲线图解法取得,这从原理上保证了数据的同步性。但随着A/D转换器及计算机技术在试验机上的应用,目前的数据采集情况比较复杂。有些事同步采集,有些事非同步采集,用户很难区分。下面给大家介绍一个简单的方法,虽然不完全准确,但在大多数时候还是可行的。对于测量弹性模量来说,最少需要两路模拟通道(目前载荷、变形规基本都是模拟传感器),因此可从A/D转换器的数量进行判断。若有多片A/D,则一般为同步采集,至少为准同步采集;若只有一片A/D则一定为非同步采集;对于集成系统的控制器(以计算机为主体,加配各功能卡组装而成),A/D转换器基本上都采用A/D转换卡,它基本上属于非同步采集。那么什么是准同步采集,一般的非同步采集是怎么进行的呢?
所谓准同步采集是指不同的通道各自使用独立的A/D转换器,并以同一时钟信号工作,但开始转换与结束转换的时间不完全一致,相互存在一个恒定的间隔。但由于这个时间间隔一般很小,最大也不会大于一个采样周期(注意:在试验机上最常用的A/D一般采样周期远小于转换周期),其量值最大也就是几个毫秒,因此对采集的数据影响很小。
常见的非同步采集一般采用循环采样的方法采集不同的通道,由于是循环采样,采集的一组数据中前后采集的时间间隔可能就会较大,当采集通道较多时,所采集数据的关联特性就会明显降低。另外任何的电子元件都存在一定的输入电容与输入电阻,当进行采集通道切换时,这一电容与电阻构成的积分环节,对测量信号会产生积分滞后的效应,使得测量准确度受到影响。受到这双重环节的影响将导致求取的数据精度降低。因此一般情况下应尽量不采用这一采样模式。对于某些必须采用这一模式的情况,则应尽可能的降低试验速度,力求单位时间的数据增量最小,以降低不同步采集的关联误差。并在编制采集软件时,进行适当的处理,如丢掉切换后的前几次转换值等方法,以降低积分效应的影响,但这又会加大循环时间,增大关联误差,所以应综合考虑。建议不要用该类试验机进行高硬度、小变形量、大试验速率的材料试验,它除会对弹性模量有影响外,可能对其他指标的影响会更大。