راه حل خطای نقطه عملکرد دستگاه تست جهانی الکترونیکی

با توجه به طیف گسترده ای از مواد و تفاوت های عملکرد بسیار زیاد است ، انتقال بین مرحله الاستیک و مرحله پلاستیکی بسیار پیچیده است. عملکرد فرآیند انتقال مواد توسط شاخص هایی مانند استرس باقیمانده به عنوان شاخص های نقطه عطف بین مرحله الاستیک و مرحله پلاستیکی ماده منعکس می شود. در میان آنها ، نقطه عملکرد و استرس غیر متناسب معمولاً از شاخص های استفاده می شود. اگرچه نقطه عملکرد و استرس غیر متناسب هر دو شاخص "نقطه عطف" مرحله الاستیک و مرحله پلاستیکی مواد واکنش دهنده است ، اما ویژگی های مواد با خصوصیات مرحله انتقال مختلف را منعکس می کند. بنابراین ، تعاریف آنها متفاوت است ، روش بدست آوردن متفاوت است و تجهیزات مورد نیاز دقیقاً یکسان نیستند. بنابراین ، نویسنده این دو شاخص را به طور جداگانه تجزیه و تحلیل می کند. این مقاله ابتدا وضعیت نقطه عملکرد را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهد: از توضیحات فوق می توان دریافت که پیدا کردن دقیق نقطه عملکرد در تست های خاصیت مکانیکی مواد بسیار مهم است. در بسیاری از موارد ، اهمیت آن حتی بیشتر از مقدار قدرت نهایی مواد است (استحکام نهایی یکی از شاخص های مورد نیاز برای خصوصیات مکانیکی کلیه مواد است). با این حال ، به دست آوردن آن در بسیاری از موارد بسیار آسان نیست. این توسط بسیاری از عوامل محدود شده است ، خلاصه شده است:
1. تأثیر وسایل
2. تأثیر پیوندهای آزمایش و کنترل دستگاه تست.
3. تأثیر نرم افزار پردازش نتیجه ؛
4. تأثیر سطح نظری تستر ، و غیره
هر یک از این تأثیرات حاوی جنبه های مختلفی است. تجزیه و تحلیل زیر یک به یک انجام خواهد شد. تأثیر لوازم جانبی احتمال زیادی از چنین تأثیراتی در آزمون است ، که عمدتاً به عنوان عواملی مانند لغزش در قسمت بستن نمونه یا فاصله زیادی بین پیوندهای انتقال مقادیر نیرویی خاص دستگاه آزمایش آشکار می شود و احتمال ظاهر شدن آن در ماشینهای قدیمی نسبتاً زیاد است. از آنجا که دستگاه پس از یک دوره استفاده می پوشد ، قطعات نسبی در حال حرکت باعث سایش می شوند ، که ضریب اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد ، که به طور شهودی آشکار می شود زیرا قله های مقیاس گیره ها صاف می شوند و نیروی اصطکاک بسیار کاهش می یابد. هنگامی که نمونه آزمون در معرض نیروی اصطکاک استاتیک قرار می گیرد ، نمونه آزمون می لغزد و در نتیجه عملکرد کاذب ایجاد می شود. اگر مقدار عملکرد آزمون مورد استفاده در گذشته طبیعی بود ، اما مقدار عملکرد آزمون اکنون به طور قابل توجهی پایین تر بود ، و پدیده به ویژه در برخی از مواد سخت تر یا شکننده آشکار بود ، این دلیل به طور کلی باید در ابتدا در نظر گرفته شود. در این زمان ، تجهیزات باید به موقع تعمیرات اساسی شوند ، شکاف ها را از بین ببرند و گیره ها را جایگزین کنند.
2. تأثیر لینک اندازه گیری و کنترل دستگاه آزمایش. اندازه گیری و کنترل دستگاه تست هسته اصلی کل دستگاه تست است. با توسعه فناوری ، این لینک اساساً مدارهای الکترونیکی مختلفی را برای دستیابی به اندازه گیری و کنترل خودکار اتخاذ کرده است. با توجه به عمیق بودن دانش و کنترل خودکار ، ساختار پیچیده و اصول مات ، پس از در نظر گرفتن در طراحی محصول ، تأثیر جدی بر نتایج خواهد گذاشت و تجزیه و تحلیل دلایل دشوار است. نکات اصلی برای به دست آوردن نقاط عملکرد مواد به شرح زیر است:
1. باند فرکانس تقویت کننده سنسور خیلی باریک است. از آنجا که عناصر تشخیص مقدار نیروی مورد استفاده در دستگاه تست اساساً سنسورهای بار یا سنسورهای فشار هستند و هر دو نوع سنسور انواع خروجی سیگنال کوچک آنالوگ هستند ، تقویت سیگنال باید در حین استفاده انجام شود. به خوبی شناخته شده است که در محیط ما سیگنال های تداخل الکترومغناطیسی مختلفی وجود دارد که از طریق بسیاری از کانال های مختلف به سیگنال اندازه گیری وصل می شوند و با هم تقویت می شوند و در نتیجه سیگنال مفید توسط سیگنال تداخل سیل می شوند. به منظور استخراج سیگنال های مفید از سیگنال های تداخل ، یک فیلتر کم گذر به طور کلی در تقویت کننده با توجه به ویژگی های دستگاه تست مواد ارائه می شود. به طور منطقی تنظیم فرکانس برش فیلتر کم گذر و محدود کردن باند فرکانس تقویت کننده در یک محدوده مناسب می تواند اندازه گیری و کنترل عملکرد دستگاه تست را تا حد زیادی بهبود بخشد. با این حال ، در واقعیت ، افراد غالباً به نمایش پایدار داده ها نگاه می کنند ، اصالت داده ها را نادیده می گیرند و فرکانس برش فیلتر را بسیار کم می کنند. به این ترتیب ، در حالی که سیگنال های تداخل را فیلتر می کنند ، سیگنال های مفید اغلب فیلتر می شوند. در زندگی روزمره ، داده های مقیاس های الکترونیکی مشترک ما بسیار پایدار است. یکی از دلایل این است که باند فرکانس آنها بسیار باریک است و سیگنال های تداخل نمی توانند از آن عبور کنند. دلیل این طرح این است که مقیاس الکترونیکی سیگنال حالت پایدار را وزن می کند و فرآیند انتقال توزین نگران نیست ، در حالی که تستر ماده سیگنال پویا را اندازه گیری می کند و طیف آن بسیار گسترده است. اگر باند فرکانس خیلی باریک باشد ، سیگنال در فرکانسهای بالاتر ضعیف یا فیلتر می شود و باعث تحریف می شود. این اعوجاج در شرایطی که بازده در شرایطی منعکس می شود که مقدار نیرو چندین بار در بالا و پایین نوسان می کند ، مجاز نیست. در مورد دستگاه های آزمایش مواد جهانی ، نویسنده معتقد است که این باند فرکانس باید از 10 هرتز بزرگتر باشد و به 30 هرتز برسد. در عمل ، گاهی اوقات اگرچه باند فرکانس تقویت کننده به این محدوده می رسد ، مردم اغلب پهنای باند مبدل A/D را نادیده می گیرند ، به طوری که پهنای باند واقعی از پهنای باند تنظیم شده کوچکتر است. از AD7705 ، AD7703 ، AD7701 و غیره استفاده کنید. هنگامی که مبدل A/D در "نرخ داده خروجی 4KHz" کار می کند ، مدار پردازش ورودی آنالوگ آن به پهنای باند فرکانس 10 هرتز می رسد. هنگام کار با نرخ داده خروجی 100 هرتز که معمولاً توسط دستگاه تست استفاده می شود ، پهنای باند واقعی مدار پردازش ورودی آنالوگ آن تنها 0.25 هرتز است که بسیاری از سیگنال های مفید مانند نوسانات در مقدار نیرو نقطه عملکرد را از دست می دهد. البته هیچ نتیجه آزمایش صحیحی را نمی توان با استفاده از چنین مدار بدست آورد.
2. نرخ دستیابی به داده ها خیلی کم است. در حال حاضر ، کسب داده سیگنال های آنالوگ از طریق مبدل A/D حاصل می شود. انواع مختلفی از مبدل های A/D وجود دارد ، اما بیشتر آنها مبدل های نوع A/D هستند که در دستگاه تست مورد استفاده قرار می گیرند. این نوع مبدل از نظر استفاده انعطاف پذیر است و میزان تبدیل می تواند به صورت پویا تنظیم شود ، که نه تنها می تواند به تبدیل با سرعت بالا و با دقت بالا برسد ، بلکه به تبدیل با سرعت کم و با دقت بالا نیز می رسد. از آنجا که نیاز به میزان دستیابی به داده ها در دستگاه تست خیلی زیاد نیست ، می تواند با رسیدن به ده ها تا صدها بار در ثانیه ، الزامات را برآورده کند ، بنابراین به طور کلی از نرخ تبدیل پایین تر برای دستیابی به دقت اندازه گیری بالاتر استفاده می شود. با این حال ، در برخی از تولید کنندگان ، توصیه نمی شود سرعت نمونه برداری را بسیار کم کاهش دهید تا بتوانید وضوح نمونه برداری بالاتر و ثبات نمایش داده های بسیار بالا را دنبال کنید. از آنجا که وقتی سرعت نمونه برداری بسیار کم است ، سیگنال های تغییر سرعت بالا نمی توانند در زمان واقعی به طور دقیق جمع آوری شوند. به عنوان مثال ، در تست عملکرد مواد فلزی ، سیگنال هنگامی که بازده مواد و مقدار نیرو از بالا و پایین نوسان می کند ، تغییر می کند ، به طوری که نمی توان نقاط عملکرد بالا و پایین را به طور دقیق محاسبه کرد و در نتیجه عدم موفقیت آزمایش و نتیجه این است که هندوانه از بین می رود و دانه های کنجد برداشت می شوند.
بنابراین چگونه می توان از پهنای باند یک سیستم و نرخ نمونه برداری قضاوت کرد؟
به طور دقیق ، این نیاز به بسیاری از پرسنل اختصاصی HY-1080 برای تکمیل آن دارد. اما از طریق روش ساده معرفی شده در زیر ، می توان درک کیفی را انجام داد. هنگامی که وضوح نمونه برداری یک سیستم به بیش از یک ده ها هزار نفر برسد ، و داده های نمایش هنوز نوسان نمی کند یا داده های نمایشگر دارای هیسترزیس قابل توجهی هستند ، اساساً می توان مشخص کرد که بند بند آن بسیار باریک است یا میزان نمونه برداری بسیار پایین است. مگر در موارد خاص (مانند کالیبراسیون های با دقت بالا که دقت مقدار نیروی دستگاه آزمایش را کالیبره می کنند) ، آنها در دستگاه تست در دسترس نیستند.
3. روش کنترل به طور نادرست برای رفع رابطه بین استرس و کرنش در هنگام بازده ماده استفاده می شود (هنگامی که عملکرد رخ می دهد ، استرس بدون تغییر باقی می ماند یا از بالا و پایین نوسان می کند ، در حالی که فشار همچنان افزایش می یابد). حالت کنترل توصیه شده توسط استاندارد ملی کنترل کرنش ثابت است ، در حالی که حالت کنترل مرحله الاستیک قبل از وقوع عملکرد ، کنترل استرس ثابت است که انجام آن در اکثر دستگاه های آزمایشی و یک آزمایش خاص دشوار است. از آنجا که نیاز به تغییر حالت کنترل در هنگام وقوع پدیده عملکرد دارد و هدف از این آزمایش نیاز به نقطه عملکرد دارد ، چگونه می توان از یک نتیجه ناشناخته به عنوان شرط برای تغییر کنترل استفاده کرد؟ بنابراین در واقعیت ، از همان حالت کنترل به طور کلی برای تکمیل کل آزمایش استفاده می شود (حتی اگر از حالت های مختلف کنترل استفاده شود ، تغییر در نقطه عملکرد بالا دشوار است ، و شما به طور کلی تصمیم می گیرید که کمی جلو بروید). برای دستگاه های آزمایشی که از کنترل جابجایی ثابت (کنترل سرعت) استفاده می کنند ، از آنجا که میزان استرس مواد در مرحله الاستیک متناسب با سرعت کرنش است ، تا زمانی که سرعت تست مناسب انتخاب شود ، کنترل سرعت می تواند با نیازهای مشخصه کنترل دو مرحله در طول فرآیند سازگار باشد. با این حال ، برای دستگاه های آزمایشی تنها با یک حالت کنترل نیرو ، اگر دستگاه تست خیلی سریع پاسخ دهد (این هدفی است که تلاش کنترل اتوماتیک می خواهد به آن برسد) ، زمان فرآیند برای عملکرد بسیار کوتاه خواهد بود. اگر سرعت کسب داده به اندازه کافی زیاد نباشد ، مقدار عملکرد از بین می رود (دلیل 2 توضیح داده شده است) و عملکرد کنترل عالی به علت خطاها تبدیل می شود. بنابراین ، هنگام انتخاب دستگاه تست و روش کنترل ، یک حالت کنترل بار واحد را انتخاب نکنید.
3. تأثیر نرم افزار پردازش نتیجه. بسیاری از دستگاه های تست تولید فعلی مجهز به انواع مختلف رایانه (مانند رایانه های شخصی ، میکروکنترلرها و غیره) هستند تا انواع مختلفی از تست های داده تعریف شده توسط استاندارد یا کاربر را انجام دهند. در مقایسه با روش گرافیکی که در گذشته به طور گسترده اتخاذ شده است ، پیشرفت زیادی داشته است. با این حال ، به دلیل تأخیر در استانداردها ، به نظر می رسد تعریف جزئی جزئی به اندازه کافی نامشخص است. همانطور که توسط نقطه عملکرد تعریف شده است ، HY-20080 توضیح می دهد ، بدون توضیح کمی ، برای نیازهای پردازش خودکار رایانه مناسب نیست. این باعث می شود:
1. تنظیمات مربوط به شرایط داوری از نظر نقطه عملکرد تعریف شده است (مصرف فلزی GB/T228-2002 به عنوان نمونه) استاندارد): "قدرت سطح: هنگامی که ماده فلزی یک پدیده عملکرد را نشان می دهد ، نقطه استرس که در آن تغییر شکل پلاستیک رخ می دهد بدون افزایش نیروی در طول آزمایش باید بین قدرت عملکرد بالایی و قدرت عملکرد پایین متمایز شود.
قدرت عملکرد بالا: استرس قبل از بازده نمونه و نیرو برای اولین بار کاهش می یابد.
قدرت عملکرد پایین: در طول دوره عملکرد ، استرس در اثر فوری اولیه نادیده گرفته می شود. "
این تعریف به طور کلی هنگام استفاده از روشهای گرافیکی در گذشته مورد تردید نبود ، اما امروزه هنگام استفاده از رایانه برای پردازش داده ها مشکلاتی ایجاد کرد.
* سوال در مورد قدرت عملکرد: چگونه می توان "تغییر شکل پلاستیک را بدون افزایش نیروی (ثابت نگه دارید)" اتفاق بیفتد؟ با توجه به وجود منابع مختلف تداخل ، حتی اگر مقدار نیروی ماده در مرحله عملکرد واقعاً ثابت باشد (این غیرممکن است) ، داده های جمع آوری شده توسط رایانه ثابت نخواهد ماند. این نیاز به یک محدوده نوسان داده مجاز دارد. از آنجا که استاندارد ملی تعریف نشده است ، هر سازنده دستگاه تست باید خود را به خودی خود تعریف کند. با توجه به ناسازگاری شرایط ، نتایج به دست آمده به طور طبیعی متفاوت خواهد بود.
＊ سوال در مورد قدرت عملکرد بالا و پایین: اگر ماده دارای یک نقطه عملکرد بالا و پایین باشد ، به ناچار نوسانات بالا و پایین در مقدار نیرو خواهد بود ، اما دامنه این نوسان چیست؟ استاندارد ملی توضیح داده نشده است. اگر انتخاب خیلی کوچک باشد ، تداخل ممکن است به عنوان نقاط بازده بالا و پایین از دست برود. اگر نتیجه خیلی بزرگ باشد ، ممکن است برخی از نقاط بازده بالا و پایین از بین بروند. در حال حاضر ، به منظور حل این مشکل ، همه تولید کنندگان به راه حل های زیادی فکر کرده اند ، مانند طبقه بندی "باند خطا" و "دامنه نوسانات" با توجه به مواد ، که می تواند بیشتر مشکلات استفاده را برطرف کند. با این حال ، تحقیقات در مورد مواد غیرمعمول و مواد جدید هنوز نمی تواند مشکل را حل کند. برای این منظور ، برخی از تولید کنندگان "باند خطا" و "دامنه نوسانات" را به عنوان پارامترهای تعریف شده توسط کاربر طراحی می کنند ، که از لحاظ نظری مشکل را حل می کند ، اما نیازهای بسیار بالایی را برای کاربران مطرح می کند.
2. سوء تفاهم از "اثر فوری اولیه" در تعریف نقطه عملکرد زیر چیست؟ چگونه به وجود آمد ، و آیا تمام آزمایشات وجود داشت؟ استانداردهای ملی این موضوعات توضیح داده نشده است. بنابراین ، هنگام پیگیری قدرت عملکرد ، بیشتر موارد از بین می روند. نویسنده پس از بررسی اطلاعات از منابع متعدد ، آموخته است که "اثر اولیه اولیه" پدیده ای است که منحصر به فرد برای تولید اولیه ماشین های آزمون است که نیرو را از طریق آونگ اندازه گیری می کنند ، و دلیل آن تأثیر تأثیر "اینرسی" است. از آنجا که همه دستگاه های آزمایشی اثر فوری اولیه ندارند ، شما نمی توانید هنگام به دست آوردن نتایج ، تمام نقاط اوج پایین را از دست دهید. اما در واقع ، اکثر روشهای پردازش دستگاه آزمایش سازندگان نقطه اوج را از دست داده اند.
4. تأثیر پرسنل تست هنگامی که تجهیزات تست مشخص شده است ، کیفیت نتایج آزمایش کاملاً به کیفیت جامع پرسنل آزمایش بستگی دارد. در حال حاضر ، کیفیت جامع اپراتورهای دستگاه های آزمایش مواد در کشور من به طور کلی زیاد نیست و دانش حرفه ای و سطح نظری آنها به طور کلی فاقد است. علاوه بر این ، ظهور مداوم مفاهیم جدید و اصطلاحات جدید ، سازگاری با نیازهای آزمایش مواد را برای آنها دشوار می کند. مشکلات زیر اغلب در تعیین قدرت عملکرد مواد رخ می دهد:
1. استرس و عملکرد غیر متناسب را اشتباه بگیرید. اگرچه استرس و عملکرد غیر متناسب شاخص هایی از وضعیت انتقال مرحله الاستیک و مرحله پلاستیکی مواد واکنش دهنده است ، این دو در اصل متفاوت هستند. عملکرد خاصیت ذاتی مواد است و استرس غیر متناسب با شرایط مشخص شده مصنوعی محاسبه می شود. هنگامی که یک نقطه عملکرد در مواد وجود دارد ، نیازی به به دست آوردن استرس غیر متناسب نیست. فقط هنگامی که ماده نقطه عملکرد مشخصی نداشته باشد ، استرس غیر متناسب است. برخی از آزمایش کنندگان این موضوع را عمیقاً درک نکردند ، فکر کردند که نقطه عملکرد ، عملکرد بالا ، عملکرد پایین تر و استرس غیر متناسب برای هر آزمایش وجود دارد و همه آنها نیاز به بدست آوردن دارند.
2. با در نظر گرفتن روند عملکرد ناپیوسته به عنوان یک استاندارد ملی با یک نقطه عملکرد ، اشاره می کند که وقتی تغییر شکل ادامه می یابد ، در حالی که نیرو بدون تغییر باقی می ماند یا نوسان می کند ، به آن بازده می گویند. با این حال ، این پدیده در برخی از مواد رخ می دهد. اگرچه تغییر شکل همچنان رخ می دهد و مقدار نیرو همچنان در حال افزایش است ، افزایش در مقدار نیرو از بزرگ تا کوچک و سپس به بزرگ صورت می گیرد. از یک منحنی ، کمی شبیه به تمایل به عملکرد است و تعریف مقدار نیروی ثابت را در حین بازده برآورده نمی کند. همانطور که در دسته سوم تأثیرات ذکر شد ، از آنجا که هیچ تنظیم شاخص کمی در مورد شرط "ارزش نیروی ثابت" وجود ندارد ، مباحثات اغلب در مورد اینکه آیا این پدیده در حال بازده است و چگونگی به دست آوردن ارزش عملکرد مطرح می شود.http://www.hssdtest.com/