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电子单纱强力机计量检定提纲(上)

Datetime:2011/6/28 11:08:46   Hits:3604

 一、单根纱拉伸性的意义及摆锤式单强仪工作特征

单根纱线拉伸性较之缕纱强力在评价纱线品质中有无可比拟的优越性。但由于纱线本身不匀及样本特征数据随机性,要正确表征试样性能,必须有足够试验次数。

早期常用的摆锤式单强仪难于胜任实际需要,主要原因还有:

1、属动态力学性工作原理,存在着不可克服的摩擦阻力和机械惯性因素造成的随机或准随机性测量误差。
2、惯性因素限制拉伸速度,工作效率不高。
3、断裂检测机构无法克服的间隙造成的“倒磅”误差。这种负偏差亦带有一定程度的随机性。
4、难于完成测得数值的电量输出,数据处理费时费力和易出操作误差。

电子单强仪问世克服了上述各种弱点,为制订单纱拉伸性新方法标准提供了物质基础。也为其计量检定提出了现实需要。

二、非电量电测量技术的基本知识

电子单强仪实质上是以非电量电测技术为基础,是一种专用的非电量电测仪。

采用电测量技术测量各种非电量具有无可比拟的优越性:

1、量程广、精确度高。例如机械式强力仪一般测量量程为三个数量级(1--1000),而同一电子强力仪,一般至少可达4--5个数量级。
2、对被测对象影响小。如克服惯性影响,甚至实现无接触测量,纱条条干、纱线毛羽测量等。
3、容易测量和记录动态量,例如记录纱线拉伸中的瞬变现象和流变现象。
4、容易实现数据自动处理和集中处理。
5、便于实施远距离自动测量。

电测系统主要结构包括:1、传感器;2、测量及分析电路;3、显示及记录装置。其中传感器是非电测技术主要研讨内容和主要环节,因其性能有直接决定性影响。

传感器——是能把被测非电量转换为与之有确定对应关系电量输出的一种器件。有时也被为一次仪表。

传感器往往以可由敏感元件和变换器二者组合而成,前者是将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量,例如测力传感器中的弹性元件先将被测力值变换为相应的应变量或位移量;后者则将敏感元件感受到的非电量(例如上述应变量)再转换为相应的电量(如电阻应变片将应变转换为电阻值变化)。

模拟量与数字量的基本概念

测力传感器可以有多种工作原理,包括:电阻应变式、电容式、电感式等。当然,按其具体结构又有许多不同型式。

测量及其分析电路(一般简称测量电路)——是将传感器输出的电信号进行加工处理和分析,例如检测、调制、衰减、放大、数字化、运算及统计分析等。某种程度上它也决定了整个测试仪器的性能。

显示及记录装置(有时统称输出装置)——将测试及分析所得结果以需要的形式和格式输出。形式多样、繁简不一、主要按用途而定。动态模拟量记录是研讨的重点。

有些文献中通常把测量电路和输出装置称为二次仪表。

三、纱线主要拉伸性指标

1、断裂强力 拉伸试验中,纱线抵抗至断裂时最大的力,通常以N或cN表示。
2、断裂伸长 拉伸试验中,纱线承受断裂强力时的伸长量(率)。
3、断裂强度 单位细度(未拉伸前)纱线的断裂强力。以cN/tex、N/tex、cN/D等表示。
4、断脱负荷(终值断裂负荷) 拉伸试验中,纱线在最大负荷时未完全断裂,断续伸长,负荷降低,至试验终止时的负荷。
5、拉伸曲线(负荷伸长曲线)纱线在拉伸变形至断裂过程中,拉力(即负荷)与伸长变形的关系曲线。

由拉伸曲线可进一步求得:

断裂功、断脱功、(co .cm)
(面积A及A+B):初始模量(ab直线斜率);
屈服点b及屈服应力Pb;

有时还可用断裂比功(A/C点和矩形面积×100%)表示纱线的相对强弱。(有时称为“拉伸韧度”)

6、预张力(预加张力)——使试样伸直而不是伸长预加的一定张力。

7、纱线拉伸的流变性——蠕变和松弛

蠕变——负荷一定时变形随时间变化的特性。有三类变形:
(1) 弹性变形;(2)缓弹性变形(3)塑性变形;
松弛——变形一定时张力随时间变化的特性。

8、定伸长及定负荷拉伸性。

Eys1.5 指标——当负荷值为屈服点力值1.5倍时的伸长值。

9、纱线的拉伸疲劳性 反复循环拉伸后再进行判定纱线的品质。可有下列几种形式:

(1)拉伸、回复都有设定停顿时间;
(2)定负荷反复拉伸;
(3)定伸长率反复拉伸;
(4)递增定负荷、递增定伸率反复拉伸。

四、电子单强仪功能及技术参数要求

依据:能满足GB/T 398-93、GB 5324 –89、FZ/T 71005-94等产品标准;GB 3916-83、GB 3291-82等基本定义、相关国际标准ISO2062,1993(E)及JJG(纺织)058-95规程等要求。具体如下:

必备功能:准确测定试样的拉伸断裂强力、断裂强度、断裂强力变异系数CV(%);要同时具备能进行定时断裂方法和定速拉伸断裂方法二种进行任选,以适应新、老方法过渡过程的要求。断裂伸长及其变异系数、断裂时间亦应作为主要功能。

辅助功能:自动喂纱、换纱、换管、清理废纱。

今后可望增添拉伸指标:拉伸曲线;断裂功及断裂比功;最低5%或10%试样量的平均断裂强力(cN);初始模量;屈优点应力及伸长率;断脱强力及断脱伸长率等等。

在判定上述各项性能时还应充分注意分清静态性指标,准动态性指标和动态响应这三者间的关系和区别。

例如力值准确性、稳定性、灵敏性、重复性和重现性一般都可以分别在静态和准动态条件下进行测试,且更应关注准动态条件下的结果。

仪器的动态响应能力是指仪器对输入信号变化的适应能力,可分为:

1、瞬变响应——以稳定时间(输入起始至输出值稳定所需时间)表示;
2、频率响应——以频带宽度(增益变化不超过某规定值(例如±3dB)的工作频率范围)表示。

此外,还应根据使用要求注意下列一些技术参数;

1、钳口间距:通常必备500、250mm两档固定间距,必要时可增设100mm、任意选定间距等方式。
2、伸长范围:原则上应大于最大间距最大伸长率。但必须考虑到能适应常见较大伸长试样测试的要求。例如一般棉纱伸长量为25--65mm;化纤纱80--175mm;毛纱175--210mm;(按500mm间距计)
3、测力范围、精密度及量程;按实际需要选定。
4、拉伸速度及速度很多定性要求。——特别当执行定速拉伸条件下更应注意速度稳定性要求。
5、夹持器性能。
6、仪器可操作性能。

最后,在可能条件下应注意考核仪器环境适应性能。国家对电子测量仪器规定了环境试验方法标准GB6587-86,其中有GB 6587.7---GB6587.7-86 包括:温湿度、振动、冲击、运输、安全性、电磁兼容等项目。

当然,目前普遍关心可靠性要求。它是各因素综合反映。但对此尚未有明确指标规定和统一考核标准。

五、电子单强仪的发展及现状

随着科技发展和生产需要,人们早就致力于研制具有高效率并能自动进行统计运算的电子单强仪。五十年代末,我国及时引进了第一代全自动式电子单强仪。但限于当时基础技术水平,该仪未能达到预期实用效果。时入六十年代,先后有不少国家推出各种不同型号、不同工作原理的自动单强仪,其中较有影响的有瑞士、西德、英国、日本等,另外,意大利、匈牙利等亦有少量产品引入我国。引进国外单强仪既有积极作用,亦有负面影响。开发具有我国技术特色的单强仪是形势之急需。如何把握技术方向、评价仪器优劣、总结经验、发挥国产仪器优势是当今值得重视的课题。

八十年代初,我国推出了第一代商品化的全自动电子单强仪,之后,在逐渐总结经验的基础上,相继推出多种型号适合我国国情特色、性能较稳定可靠的电子单强仪,其中尤以推出半自动型电子单强仪有较积极的经济实数,适合国情的时代意义。国内亦起了相当议论和关注。目前大量事实证明这一技术路线的积极意义并取得了广泛认同。

电子单强仪虽型式众多,但大致其技术路线可作如下分类:

1、全自动与半自动;(自动喂纱方式又可有多种方案)
2、立式与台式;
3、步进电机驱动与交直流电机驱动;
4、传感器形式:直接式与间接式
5、传感器原理:国内大部分采用电阻应变式;
6、单量程测力和多量程测力。

应从实用、适用、实效等各方面综合评定各种不同方案的优缺点。近期内国内应主要从下列方面抓好电子单强仪的发展:

1、不断提高仪器稳定性和可靠性。
2、强化法制管理,加强宏观质量监控。
3、完善售后服务,加强仪器生产企业与用户间的信息联系。
4、加强技术培训,建立一支有一定水平的检定和维修队伍。

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