液压万能试验机是行业量大面广的产品之一，就产值说占试验机行业首位，目前大量生产的液压万能试验机及不带伺服控制的试验机，就其技术而言，已满足不了新的国家试验法GB/T228-2002《金属材料 室温拉伸试验法》的要求，近10多年来虽已成功开发了电液伺服阀的闭环控制系统，但工艺性复杂、价格高，使用维护要求也高，由于伺服阀抗污染能力极弱，尤其对静态电液伺服试验机间隙密封的柱塞油缸，更易引起油质污染，阻塞伺服阀使试验机无法长期正常运行。为满足用户质量可靠、性能优良、技术先进产品的需求，一种新型的高科技产品，采用电液比例阀为控制元件的微机控制电液伺服万能试验机广泛投入市场。
由于采用抗污染能力极强的电液比例阀作控制元件，可使设备实现长期无故障运行，同时采用微机数字闭环控制使设备稳定性有更大提高，使该机可对各种材料进行拉、压、弯、剪、低频循环及各种组合波形的电液伺服控制，其主要技术指标达到现代国际-先进水平，是工矿、企业、质检单位、学校及科研单位的理想检测设备。
当前国内外同类产品技术概况
随着试验机技术的发展，国内外生产的微机控制电液伺服万能试验机，在技术方面存在着很大的差别。
在测量技术方面：测量系统分交流放大和直流放大，国内大多数厂家均采用的是直流放大器，而零点飘移、温度飘移及长时飘移是直流放大器难以解决的技术难题。
目前试验机的测量系统大致可归为三种：
1、分档的测量系统：即分档测量放大器。事先选择好档位，只能在该档的范围内进行测量试验。试验机测量范围比较小。如果对不了解的材料进行试验时，选择档位的不同会影响试验结果的精准度，如果档位选择错误，还会造成试验无法完成。
2、内部换档的测量系统：表面上是连续测量不分档，可达到1/200000分辨率，实际上是内部分档，自动换档的产品。一般是从最低档开始，在该档测量范围不够时自动换到上一档，但在换档瞬间电压会出现阶跃变化，产生测量突跳，对伺服连续控制会产生严重影响，严重影响控制效果和控制精度。显示的曲线应为局部震荡曲线，而在计算机屏幕上显示出的平滑曲线，是被人为用软件处理后的不真实曲线，这样的曲线无法真实反映试样本身的特性。
3、连续测量不分档的测量系统：还有一种是以金力公司产品国产测量系统（进口元件制造）和德国进口的DoLi电箱为代表的，真正实现连续测量不分档，达到了1/200000测量分辨率。只有实现连续测量不分档，才能实现整个量程的连续匀速控制。才能实现等应力、等应变、等位移、恒应力、恒应变、恒位移等多种控制方式在试验过程中的任意平滑切换。
在控制技术方面：只有高精度连续测量，才能实现高精度的连续控制。还有开环控制与闭环控制的区别。
近年来发展了三种不同控制方式；一种是电液伺服阀控制，一种是采用具有速度控制器的压力阀控制，第三种是宽流量范围的比例阀控制，除了控制系统外，还采用高精度力与位移测量系统及计算机采集处理等技术，在功能上达到甚至超过电子万能试验机，尤其在大负荷上液压万能试验机及各种压力试验机具有更大的优势。
日本岛津UEH型及美国STEX公司的HVL型液压万能试验机均采用电液伺服阀控制双向油缸；负荷、变形、位移控制由电液伺服闭环控制，同时具有电子测量和计算机数据处理功能，电液伺服阀的优点是静动态性能良好，分辨率高、滞环小、线性度高、工作范围广更适合动态电液伺服试验机。其缺点是用于静态液压万能试验机上未能发挥其特点，使其造价提高、由于对液压油的清洁度要求较高故其抗污染能力较差、因此故障率较高，另由于须高压企动使其工作噪声较大，油温升高快，需配水冷却装置。
西德申克公司的UPM液压万能试验机其控制原理是由速度控制器控制力矩电机而带动压力控制阀施加负荷，并具有速度电流反馈，是一种传统的控制方式。由于其不能实现全闭环控制故电液伺服试验机的一些功能难以实现。
金力公司生产的是采用电液比例阀座控制元件配备真正全数字式闭环伺服控制系统，结合高精度宽范围的测量的系统，配备精确的主机及液压伺服系统，使得各种控制方式（等应力、等应变、等位移、恒应力、恒应变、恒位移）控制精度远优于±0.5%设定值。无级调速,各种控制速度及控制方式可在试验过程中任意平滑切换。可自行设置控制参数, 实现程序自动运行，可进行三角波、正弦波、梯波等低周循环及用户自行设计的各种组合波形试验。
目前由于真正的全量程连续测量的测量技术，多数厂家尚无能力解决，多数采用的内部分档、自动换档产品。而且有的厂家采用假闭环即开环控制。对电子万能试验机来说，由于是机械无间隙传动，因此等位移、等应变控制影响不大，而对等应力控制，对不均匀的材料来说实在谈不到控制精度这一问题了。而对于电液伺服试验机来说，由于各种阀及缸存在着内泄,是非理想的执行元件，因此各厂家就连控制精度都无法提出，因为开环控制根本做不到。对于刚性材料在变形均匀时，稍好的控制精度能达到5%，而对于变形不均匀、力突然变化较大的材料，如水泥、混泥土块等，控制精度就无法谈了。
微机控制电液伺服万能试验机
金力公司采用美国AD公司电子器件生产的微机控制电液伺服万能试验机，充分利用了小流量，宽调速范围的电液比例阀及模糊PID数字式脉冲调宽闭环控制系统，对电液比例阀的流量和方向进行调节。结合高精度高分辨率（1/200000）电子测量技术，实现液压万能试验机的高精度，宽范围多功能的电液伺服控制。
主要技术指标
1. 最大试验力(kN): 100、200、500、1000、2000
2. 试验力测量范围: 0.4%～100% FS （连续全程测量）
3. 试验力测量误差: ≤±1%（精密型±0.5%）
4. 引伸计标矩: 25、50、100mm 量程: 0～5m或10～25mm
5. 变形测量范围: 2%～100% FS （连续全程测量）
6. 变形测量精度: ≤±0.5% FS
7. 位移等速率控制: 0.2～50mm/min
等速率控制精度: ±2% 设定值
8. 试验力等速率控制: 0.001～2 FS /min
等速率控制精度: ±1% 设定值
9. 变形等速率控制: 0.1%～100% FS /min
等速率控制精度: ±1% 设定值
10. 恒试验力、恒变形、恒位移控制精度: ±1% 设定值
功能及特点
主要功能
1. 自动测量、控制、数据采集、处理、绘制曲线及打印曲线报告。打印主要内容：试验条件、原始参数、试验曲线（或局部放大曲线）、试验结果（E、Rp、Rel 、Res、Fp、Fb、Rm 、A、X）等。
注：伸长率A及断面收缩率X需测量断后伸长和直径输入计算机。
可绘制的曲线有：应力—应变曲线、力—伸长曲线、力—位移曲线
力—应变曲线、力—时间曲线、变形—时间曲线、位移—时间曲线
2. 测量系统具有自动调零、自动标定、连续全程测量不分档。
3. 可进行试验力、变形、位移等速率控制并保持。
4. 无级调速,各种控制方式可在试验过程中任意切换。
5. 曲线、数据存储、曲线放大及曲线叠加，在试验过程中可切换显示七种试验曲线。
6. 可自行设置控制参数, 实现程序自动运行，可进行三角波、正弦波、方波等低周循环及各种组合波形试验。
7. 可进行试验室间微机联网。
8. 可通过联机帮助查看或打印软件说明、操作规程、注意事项等内容。
主要特点
1. 一台计算机控制完成全部试验过程，操作均由键盘及鼠标来完成，并保留手阀加荷。
2. 测量、控制系统采用，计算机插卡式设计(即计算机总线设计)。试验力、变形测量分辨率可达1/200000。位移测量分辨率可达0.002mm。
3. 试验软件采用VC++语言编程，可在Windows98、2000、NT操作系统下工作。
4. 采用先进的数字式电液比例阀作控制元件，抗污染能力强，可实现长期无故障运行。
5. 采用数字式脉冲调宽技术，实现了全数字式闭环伺服控制。
6. 完整的数据库软件接口供用户使用，具有数据查询、统计、分析等功能，软件升级只须通过邮寄光盘或E-mail传送即可。
7. 完善的软件自检功能，提示发生故障之处，无须厂家现场维修，只须更换计算机内相应的功能卡即可，维护简单方便。
8. 测量准确、功能齐全、可靠性高、操作简单、使用方便。是进行仲裁检验理想的先进检测设备。已达到现代国际先进技术水平。
9. 液压夹具夹持可靠，试样受力均匀，试验数据准确。 |
