試驗(yan)機測(ce)控(kong)環節(jie)(jie)是整(zheng)個(ge)試驗(yan)機的(de)(de)核心，隨著技(ji)術的(de)(de)發展(zhan)，目前這一環節(jie)(jie)基(ji)本上采用了各種(zhong)電(dian)(dian)子電(dian)(dian)路實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)測(ce)控(kong)。由于自(zi)動(dong)測(ce)控(kong)知(zhi)識(shi)的(de)(de)深(shen)奧，結構的(de)(de)復雜，原理的(de)(de)不(bu)透明，一旦在產(chan)品(pin)的(de)(de)設計中考慮不(bu)周，就會對(dui)結果產(chan)生嚴重的(de)(de)影(ying)響，并且(qie)難(nan)以分析(xi)其(qi)原因(yin)。針對(dui)材料(liao)屈服(fu)點的(de)(de)求取zui主要的(de)(de)有下列(lie)幾點：
1、傳(chuan)感(gan)器(qi)放大器(qi)頻(pin)帶(dai)太窄
由(you)于目前試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)上所采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)值(zhi)檢測(ce)元件基本上為(wei)載荷傳感(gan)器或壓力(li)(li)傳感(gan)器，而這(zhe)(zhe)兩(liang)類(lei)(lei)傳感(gan)器都為(wei)模擬(ni)小(xiao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)類(lei)(lei)型，在(zai)(zai)(zai)使(shi)用(yong)(yong)中(zhong)(zhong)必須(xu)進行(xing)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)放(fang)大(da)(da)。*，在(zai)(zai)(zai)我們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境中(zhong)(zhong)，存在(zai)(zai)(zai)著各(ge)種各(ge)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電磁干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)，這(zhe)(zhe)種干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)會(hui)通過許多不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)渠道偶合(he)到(dao)(dao)測(ce)量信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)中(zhong)(zhong)一(yi)起(qi)被放(fang)大(da)(da)，結(jie)(jie)果使(shi)得有(you)用(yong)(yong)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)被干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)淹(yan)沒(mei)。為(wei)了(le)(le)從干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)中(zhong)(zhong)提取出(chu)(chu)(chu)(chu)有(you)用(yong)(yong)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)，針對材料試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點，一(yi)般在(zai)(zai)(zai)放(fang)大(da)(da)器中(zhong)(zhong)設(she)(she)置有(you)低(di)通濾波器。合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)置低(di)通濾波器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)截(jie)止頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)，將(jiang)放(fang)大(da)(da)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)限制在(zai)(zai)(zai)一(yi)個適當(dang)(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍，就能(neng)(neng)使(shi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量控制性能(neng)(neng)得到(dao)(dao)極(ji)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高。然而在(zai)(zai)(zai)現(xian)實中(zhong)(zhong)，人(ren)們(men)(men)往(wang)往(wang)將(jiang)數據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定顯示看的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)常(chang)(chang)(chang)重要，而忽略了(le)(le)數據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)真(zhen)實性，將(jiang)濾波器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)截(jie)止頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)設(she)(she)置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)常(chang)(chang)(chang)低(di)。這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)在(zai)(zai)(zai)充分濾掉(diao)干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同時(shi)(shi)，往(wang)往(wang)把有(you)用(yong)(yong)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)也一(yi)起(qi)濾掉(diao)了(le)(le)。在(zai)(zai)(zai)日常(chang)(chang)(chang)生活中(zhong)(zhong)，我們(men)(men)常(chang)(chang)(chang)見的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電子(zi)秤，數據(ju)(ju)(ju)很(hen)穩定，其原因之一(yi)就是它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)很(hen)窄，干(gan)擾(rao)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)基本不(bu)(bu)能(neng)(neng)通過。這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)設(she)(she)計的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原因是電子(zi)秤稱(cheng)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是穩態信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)，對稱(cheng)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過渡過程(cheng)是不(bu)(bu)關心(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，而材料試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)測(ce)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是動態信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)譜(pu)是非(fei)常(chang)(chang)(chang)寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，若頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)太窄，較高頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)就會(hui)被衰(shuai)減或濾除，從而引起(qi)失真(zhen)。對于屈(qu)(qu)服表現(xian)為(wei)力(li)(li)值(zhi)多次上下波動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)，這(zhe)(zhe)種失真(zhen)是不(bu)(bu)允許的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。就材料試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)而言(yan)，筆者認為(wei)這(zhe)(zhe)一(yi)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)zui小(xiao)也應大(da)(da)于10HZ，達到(dao)(dao)30HZ。在(zai)(zai)(zai)實際(ji)中(zhong)(zhong)，有(you)時(shi)(shi)放(fang)大(da)(da)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)雖然達到(dao)(dao)了(le)(le)這(zhe)(zhe)一(yi)范(fan)圍，但人(ren)們(men)(men)往(wang)往(wang)忽略了(le)(le)A/D轉(zhuan)換器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)，以(yi)至(zhi)于造(zao)成了(le)(le)實際(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)小(xiao)于設(she)(she)置頻(pin)(pin)寬(kuan)(kuan)。以(yi)眾多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)數據(ju)(ju)(ju)采集系統選用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)AD7705、AD7703、AD7701等(deng)為(wei)例。當(dang)(dang)A/D轉(zhuan)換器以(yi)“zui高輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)數據(ju)(ju)(ju)速率(lv)(lv)(lv)4KHZ”運行(xing)時(shi)(shi)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模擬(ni)輸(shu)入處理電路(lu)達到(dao)(dao)zui大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)度(du)10HZ。當(dang)(dang)以(yi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)(ji)zui常(chang)(chang)(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)100HZ的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)(chu)(chu)數據(ju)(ju)(ju)速率(lv)(lv)(lv)工作時(shi)(shi)，其模擬(ni)輸(shu)入處理電路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際(ji)帶(dai)(dai)寬(kuan)(kuan)只有(you)0.25HZ，這(zhe)(zhe)會(hui)把很(hen)多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)用(yong)(yong)信(xin)(xin)(xin)(xin)號(hao)給(gei)丟失，如屈(qu)(qu)服點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)值(zhi)波動等(deng)。用(yong)(yong)這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電路(lu)當(dang)(dang)然不(bu)(bu)能(neng)(neng)得到(dao)(dao)正確試(shi)(shi)(shi)(shi)驗結(jie)(jie)果。
2、數據(ju)采集速率太低
目(mu)前模擬信號的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)采(cai)集(ji)是(shi)通過A/D轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)來實(shi)現(xian)的(de)(de)。A/D轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)的(de)(de)種(zhong)類(lei)很多(duo)(duo)，但在(zai)試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)(ji)上采(cai)用(yong)(yong)zui多(duo)(duo)的(de)(de)是(shi)∑-△型(xing)A/D轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)。這(zhe)類(lei)轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)器(qi)使(shi)用(yong)(yong)靈(ling)活，轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)速(su)率(lv)可(ke)動態調(diao)整，既(ji)可(ke)實(shi)現(xian)高速(su)低精度(du)(du)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)，又可(ke)實(shi)現(xian)低速(su)高精度(du)(du)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)。在(zai)試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)(ji)上由于對(dui)(dui)數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)采(cai)集(ji)速(su)率(lv)要求(qiu)(qiu)不(bu)是(shi)太高，一般(ban)達每秒幾十次(ci)到幾百次(ci)就可(ke)滿(man)足(zu)需(xu)求(qiu)(qiu)，因(yin)而(er)一般(ban)多(duo)(duo)采(cai)用(yong)(yong)較(jiao)低的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)(huan)(huan)速(su)率(lv)，以實(shi)現(xian)較(jiao)高的(de)(de)測量精度(du)(du)。但在(zai)某些廠家生(sheng)產的(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)機(ji)(ji)上，為(wei)了追(zhui)求(qiu)(qiu)較(jiao)高的(de)(de)采(cai)樣(yang)分辨率(lv)，以及*的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)顯示穩定(ding)性(xing)，而(er)將采(cai)樣(yang)速(su)度(du)(du)降的(de)(de)很低，這(zhe)是(shi)不(bu)可(ke)取的(de)(de)。因(yin)為(wei)當(dang)采(cai)樣(yang)速(su)度(du)(du)很低時，對(dui)(dui)高速(su)變化(hua)的(de)(de)信號就無法實(shi)時采(cai)集(ji)。例(li)如金屬材料(liao)性(xing)能試(shi)驗(yan)(yan)中，當(dang)材料(liao)發生(sheng)屈服(fu)而(er)力值上下波動時信號變化(hua)就是(shi)如此(ci)，以至于不(bu)能求(qiu)(qiu)出上下屈服(fu)點，導致試(shi)驗(yan)(yan)失敗，結果丟了西瓜撿(jian)芝麻。
那么如(ru)何判斷(duan)一個系(xi)統的頻帶寬窄以及采樣(yang)速率的高低呢?
嚴(yan)格(ge)來(lai)說這(zhe)需要許(xu)多的(de)(de)測試儀(yi)器及人員來(lai)完成(cheng)。但通(tong)過下面介紹的(de)(de)簡(jian)單方法，可做(zuo)出一(yi)(yi)個定性(xing)的(de)(de)認(ren)識(shi)。當一(yi)(yi)個系統的(de)(de)采(cai)樣分辨率達到(dao)幾(ji)萬(wan)分之一(yi)(yi)以上(shang)，而顯示數據依然沒有波動(dong)或顯示數據具有明顯的(de)(de)滯后(hou)感覺時，基本(ben)可以確定它的(de)(de)通(tong)頻帶很窄或采(cai)樣速率很低(di)。除(chu)非特殊場合(如：校驗試驗機力值精(jing)度的(de)(de)高精(jing)度標(biao)定儀(yi))，否則(ze)在試驗機上(shang)是不(bu)可使用(yong)的(de)(de)。
3、控制(zhi)方法使(shi)用(yong)不當
針對材料發生屈服時應力與應變的關系(發生屈服時，應力不變或產生上下波動，而應變則繼續增大)國標的控制模式為恒應變控制，而在屈服發生前的彈性階段控制模式為恒應力控制，這在絕大多數試驗機及某次試驗中是很難完成的。因為它要求在剛出現屈服現象時改變控制模式，而試驗的目的本身就是為了要求取屈服點，怎么可能以未知的結果作為條件進行控制切換呢?所以在現實中，一般都是用同一種控制模式來完成整個的試驗的(即使使用不同的控制模式也很難在上屈服點切換，一般會選擇超前一點)。對于使用恒位移控制(速度控制)的試驗機，由于材料在彈性階段的應力速率與應變速率成正比關系，只要選擇合適的試驗速度，全程采用速度控制就可兼容兩個階段的控制特性要求。但對于只有力控制一種模式的試驗機，如果試驗機的響應特別快(這是自動控制努力想要達到的目的)，則屈服發生的過程時間就會非常短，如果數據采集的速度不夠高，則就會丟失屈服值(原因第2點已說明)，的控制性能反而變成了產生誤差的原因。所以在選擇試驗機及控制方法時不要選擇單一的載荷控制模式。
