實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中電子拉伸傳感器的選擇問(wèn)題

軟包室整體建造方案中電子拉力傳感器的選擇，應(yīng)根據(jù)薄膜材料的要求，綜合考慮性能和規(guī)格，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行比較。

先考慮一下對(duì)材料要求的拉伸范圍。

不同的伸長(zhǎng)范圍決定了不同的傳感器和伸長(zhǎng)器的結(jié)構(gòu)，但是這個(gè)項(xiàng)目對(duì)價(jià)格的影響很小(除了門(mén))。對(duì)一般的軟包裝生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)，200牛頓就足夠了。所以我們也決定使用單臂。

門(mén)式結(jié)構(gòu)相當(dāng)于單臂，適用于1噸等重的拉力。所以軟包裝制造商很少使用。

其次是試驗(yàn)行程問(wèn)題。

行程可達(dá)500-600毫米，根據(jù)軟包膜的性能和要求而定。如物料伸長(zhǎng)超過(guò)1000%，可選擇1000或1200毫米的行程。

三是配置標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。

智能配置主要有三種：主機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、打印機(jī)，如果微型計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大，可以直接打印。此外，還可配普通電腦。利用計(jì)算機(jī)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析，如數(shù)據(jù)編輯、局部放大、調(diào)整報(bào)表格式、分析等。

如采用電腦，制造商須配備適當(dāng)?shù)能浖刂葡到y(tǒng)。

四是結(jié)果輸出。

試驗(yàn)的輸出結(jié)果可以任意設(shè)定：最大力值、伸長(zhǎng)率、拉伸強(qiáng)度、固定伸長(zhǎng)率、固定伸長(zhǎng)率、屈服強(qiáng)度、彈性模量、最大試驗(yàn)力8項(xiàng)?？梢哉f(shuō)這是微機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的最全面結(jié)果。有些國(guó)外生產(chǎn)商的產(chǎn)品一般能輸出這8種。有的工廠可以輸出5-6個(gè)，而有的工廠只能輸出最大力值、平均值和最小值。

五是能做實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

軟包要求拉伸器有多種用途，即在不同夾具的基礎(chǔ)上，可作拉壓、彎曲、撕裂、剪切、180度剝離及90度剝離試驗(yàn)。

除上述項(xiàng)目外，市場(chǎng)上也有一些高檔的拉拔機(jī)，由于其傳感器精度高(有的可達(dá)3/10萬(wàn))，還研制了摩擦系數(shù)測(cè)試儀。例如日本島津、北京的蘭德梅克等等。

六產(chǎn)品機(jī)器的主要配置如下：

驅(qū)動(dòng)采用絲杠驅(qū)動(dòng)和齒條驅(qū)動(dòng)。后者可進(jìn)行高精度、高重復(fù)性試驗(yàn)。后一種比較便宜，用于低精度和重復(fù)性測(cè)試。

絲杠有確定拉伸精度的測(cè)量功能。通常有滾珠絲杠，梯形絲杠和普通絲杠。滾珠絲杠的精度最高，但其性能的好壞依賴(lài)于計(jì)算機(jī)伺服系統(tǒng)的運(yùn)行，整組成本較高。采用一般的絲杠和梯形絲杠可達(dá)到軟包精度要求，即0.5-1%。

驅(qū)動(dòng)裝置有齒輪和鏈傳動(dòng)。前一種很貴，用于高精度，后一種便宜。

感應(yīng)器的主要成本在于壽命，光電感應(yīng)器是其中較先進(jìn)的技術(shù)，一般可使用十萬(wàn)次以上，國(guó)外及國(guó)內(nèi)一些合資公司可實(shí)現(xiàn)。

七是測(cè)試速度。

根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，試驗(yàn)速度為200mm/min，市場(chǎng)上的一些設(shè)備是10~500mm/min，另一些是0.01~500mm/min。前一種通常采用普通調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)精度有較大的影響，后一種則采用伺服系統(tǒng)，價(jià)格昂貴，精度高。對(duì)軟包裝企業(yè)而言，伺服系統(tǒng)的選擇，1~500mm/min的調(diào)速范圍內(nèi)即可，既不影響精度，又不影響價(jià)格。

八是計(jì)量精度。

精確度包括精確度，速度精確度，變形精確度和位移精確度。這兩種精確度最大為正負(fù)0.5。但是對(duì)一般的制造商來(lái)說(shuō)，只有1%的精確度就足夠了。另外，力值的分辨率也接近10萬(wàn)分之一。

上述基本配置大約是三萬(wàn)元。

現(xiàn)在市場(chǎng)上有許多材料拉伸性能測(cè)試用拉伸機(jī)，但不是所有的測(cè)試機(jī)都適用于軟包裝材料的拉伸測(cè)試。根據(jù)我國(guó)材料檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，分析了選擇軟包裝材料檢驗(yàn)拉絲設(shè)備時(shí)應(yīng)注意的指標(biāo)。

塑膠與橡膠的拉伸性能是其力學(xué)性能中最重要也是最基本的，對(duì)塑膠與橡膠的使用有著重要的影響。伸展性好不好，可用伸展試驗(yàn)檢測(cè)。

高分子拉伸性能。

高分子材料在使用過(guò)程中必須具備一定的力學(xué)性能。在大多數(shù)聚合物的應(yīng)用中，力學(xué)性能比其它物理性能更為重要。

由于聚合物是由長(zhǎng)鏈分子組成，其分子運(yùn)動(dòng)具有明顯的弛豫特性，因此它在所有已知材料中具有最廣泛的力學(xué)性質(zhì)可變性。如聚合物材料的伸長(zhǎng)率較高，一般聚乙烯的斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)90%~950%(其中線性低密度聚乙烯LLDPE的伸長(zhǎng)率較高)，而部分材料的斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)1000%以上，通過(guò)特殊的加工工藝可達(dá)50%~100%。熱縮膜、拉力膜等

伸展試驗(yàn)

拉力測(cè)試(應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試)通常是把材料試樣的兩端分別夾在兩個(gè)間隔一定距離的夾具上，使試樣以一定的速度分開(kāi)，測(cè)試試樣的應(yīng)力變化，直至試樣破裂。

抗拉實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)強(qiáng)度研究中應(yīng)用最為廣泛的方法之一，要求采用等速度運(yùn)動(dòng)拉伸器。按荷載測(cè)定的方法，拉伸機(jī)大致可分為錘式拉伸和電子式拉伸機(jī)，現(xiàn)在多采用電子式拉伸機(jī)。

選擇電子伸縮器的指標(biāo)。

軟包材料主要為聚合物及相關(guān)材料。如上述聚合物材料的伸長(zhǎng)性能大大優(yōu)于金屬，纖維，木材，薄板等材料。所以，聚合物拉伸器與普通材料的拉伸性是不同的，特別是電子拉伸器的有效行程和試樣夾具。

合法行程

試樣在拉伸試驗(yàn)中所用的尺寸雖然很小，但是材料伸長(zhǎng)率一般很高。所以，要檢測(cè)軟包裝材料的拉伸性能，必須配備大行程的拉伸器，否則，夾具的工作可能會(huì)超出行程的使用極限，造成設(shè)備損壞。

值得注意的是，在伸長(zhǎng)率的計(jì)算中，我們只計(jì)算了樣品上兩個(gè)標(biāo)線間的伸長(zhǎng)量。標(biāo)記是指打印或手工繪制的樣本(樣本不受標(biāo)記增加的影響)，標(biāo)記間有多遠(yuǎn)？各標(biāo)準(zhǔn)給出的距離大都不一樣，同一標(biāo)準(zhǔn)往往給出的樣品尺寸不同，因此標(biāo)線之間的距離也不一樣，但是對(duì)伸長(zhǎng)很大或很小的材料來(lái)說(shuō)，測(cè)量伸長(zhǎng)比較有利，可以得到精確的測(cè)量結(jié)果。對(duì)塑料薄膜來(lái)說(shuō)，標(biāo)線間的距離一般為25-50毫米。

因?yàn)樵嚇釉诶煸囼?yàn)中的變形延伸不只是標(biāo)線上的，試樣在任何兩個(gè)夾具之間的拉伸變形都不一樣。在標(biāo)準(zhǔn)中，與標(biāo)距相應(yīng)的夾具之間的起始距離為80~115mm。假設(shè)試樣在兩個(gè)夾具之間可以保持同樣的伸長(zhǎng)，那么在500%的情況下，拉伸機(jī)的有效行程應(yīng)該在480~690毫米，以保證測(cè)試正常進(jìn)行。

對(duì)目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電子拉伸器的有效行程進(jìn)行了隨機(jī)調(diào)查。國(guó)內(nèi)、外品牌拉伸機(jī)72臺(tái)，13.9%的產(chǎn)品為行程小于400mm的產(chǎn)品，71.9%的產(chǎn)品為400~700mm產(chǎn)品，701~1000mm產(chǎn)品為10.8%,1000mm以上產(chǎn)品僅為3.4%。但是，在本次統(tǒng)計(jì)的電子拉伸機(jī)中，大型拉伸機(jī)并非全部用于軟包裝材料，而是對(duì)人造板、帆布、窗簾、銅等材料進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)。

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