一、硬件

本控制系統中，主要部件有：力傳感器，位移傳感器，直流驅動電機，數據采集卡，放大器，濾波器，電源及其相應控制分析程序等；其中硬件參數的選取主要依系統技術指標，其主要指標為：

負荷測量范圍：0~700N; 0~2500N;

力傳感器精度：0~700N ：0.15%; 0~2500N ：0.25%;

驅動梁位移速度：工作載荷速度0.1~20μm/s; 空載速度0~100μm/s

位移傳感器精度： 0.5 μm；

測試行程：20mm;

裝置環境：真空條件；室溫~120℃；

傳輸線必須屏蔽處理；

以上部件中力傳感器（包括放大器），位移傳感器，直流驅動電機三者由我們采購完成，其具體參數見附件。數據采集卡，放大器，濾波器，電源等硬件參數需結合測試時所需工作參數指標而定，由程序編寫單位完成方案提交，硬件的報價和采購。

控制系統精度要求

力傳感器

力傳感器信號采集精度達到 0.1%，采集數值不能有干擾導致的跳動，驗收時采取測量電壓數值，力傳感器廠家提供曲線對比來驗收。

位移傳感器

光柵尺（數字量），采集精度在0.1%，采集數值不能有干擾導致的跳動

電機

用光柵尺作為反饋，控制電機，以實現閉環的實時控制。電機速度、方向、啟?？烧{。

控制系統、配電箱及接線

控制平臺的選用應保證以下幾點要求：

采用我們建議的配電箱體，結構上緊湊，布局合理；整體尺寸要??；

系統及軟件性能穩定（數據處理速度，信號控制）；功能性強（數字/模擬多通道接口，預留二次開發空間）；兼容性強（XP，Win7）；用USB或其他接口連接到我們的電腦上進行控制，軟件可供我們自己安裝在不同電腦上面

我們提供過真空的電線接頭，由你們完成焊接電線等工作。

所有系統在真空儀器里面調試完畢，參數指標達到要求，方為驗收通過

控制程序要求

具有拉伸、壓縮兩種工作模式（對應工作載荷速度0.1~20μm/s）；

具有開啟、暫停、結束三種工作狀態；

開啟：根據拉伸/壓縮工作模式，電機、傳感器、采集記錄分析軟件等工作；

暫停/復位：摁“暫停/復位”電機、傳感器，采集工作等暫停工作，但傳感器所采集數據仍在保存狀態； 再次摁“暫停/復位”后，電機工作，傳感器、數據采集等接著暫停前狀態繼續工作；

結束：電機、傳感器停止工作，數據完整保存；

具有進退、快進快退功能（對應空載速度0~100μm/s）；

該功能是在非測試模式下工作，減小整體測試時間；

實時顯示并具有清零功能：

絕對力:

絕對位移：

力：最大力值、清零功能；

位移；最大位移值；清零功能；

整體測試時間

終止：當達到設定過載保護參數時，自動終止測試；

相對最大力：設定值

相對最大位移量：設定值

限位開關保護終止測試

力/位移傳感器校準功能：

力傳感器：

力傳感器校準：傳感器標準值（與輸出信號相關，如5mV輸出對應1000N）與測試值之間校準；摩擦力誤差校準；

位移傳感器：

樣品實際變形值與測量值之間的校準；

注：以上校準建立在相應的函數關系上，并以界面可輸入函數形式校準；校準標準以生成拉伸曲線與標準拉伸曲線吻合度達0.5%以上；

曲線顯示：

力－位移曲線； 應力－應變曲線；

X-Y坐標軸范圍設置：自動設置（最大值百分數）

光標讀值顯示；

自動標注工作暫停點；

放大、縮小功能；

注：生成曲線是否與標準曲線高度吻合，是否有波動，與控制器，采集卡（精度、采樣頻率等），濾波器，放大器等的功能相關；

數據結果輸出：

生成單一測試數據文件（TXT,EXCLE格式），內容包含：測試時間；樣品參數；測試參數；力－位移和應力－應變數據；

電源、傳輸線要求：

電源穩定性高；傳輸線屏蔽處理；以達到測試時對成像系統無干擾為準。

控制軟件框架及界面

工具欄

文件：下拉欄為保存（以TXT格式保存界面中設置的參數、力位移曲線的參數及應力應變的參數）。

編輯：下拉欄為傳感器校準，以采集傳感器數據為基礎加減一個函數?？梢晕覀冏约和瓿珊瘮档木庉?/span>

幫助：下拉欄為用戶手冊，用戶手冊可以提供我們自定義編輯。

數據采集欄(直接用數值顯示)

絕對力：力傳感器采集的數據，單位N。

絕對位移：位移傳感器采集的數據，單位微米。

力：任意大小的力清零以后輸出的力（相當于最終測量的力減去清零時的力）。設置清零按鈕可手動清零

位移 ：任意大小位移清零以后輸出的位移（相當于最終測量的位移減去清零時的位移）設置清零按鈕可手動清零

應力：力除以截面積，單位Mpa。

應變：位移除以樣品標距，單位%

參數顯示欄

參數設定

樣品參數：

板狀：長、寬、高，單位mm。留個區域有我們放置長寬高的示意圖。

柱狀：長、直徑， 單位mm。留個區域有我們放置長、直徑的示意圖。

2種方式可選擇，不能同時選擇，選擇后確認。

測試信息：

測試人員

測試時間

測試單位

控制參數：

拉伸、壓縮可切換。

試驗速度：可自定義輸入，單位微米/S

終止方式：力終止方式，單位N，可手動輸入數值，有數值范圍的限定。

位移終止方式：單位微米，可手動輸入數值，有數值范圍的限定。

力位移曲線

鼠標光標移動可讀取力、位移數值，左鍵框選可放大曲線，設計復位鍵使曲線回到最初的大小。雙擊曲線圖可編輯曲線參數，包括X、Y范圍設定，曲線采集速率

應力應變曲線

同力位移曲線。

啟動控制欄

具有開啟、暫停、結束三種工作狀態；具有進退、快進快退功能（對應空載速度0~100μm/s）；

開啟：根據拉伸/壓縮工作模式，電機、傳感器、采集記錄分析軟件等工作；

暫停/復位：摁“暫停/復位”電機、傳感器，采集工作等暫停工作，但傳感器所采集數據仍在保存狀態； 再次摁“暫停/復位”后，電機工作，傳感器、數據采集等接著暫停前狀態繼續工作；

結束：電機、傳感器停止工作，數據完整保存；