1 概述
    隨著紡織業(yè)的發(fā)展，不論是國內(nèi)還是國外對織物的要求越來越高，織物測試也越來越顯現(xiàn)出它的重要性，對織物測試的理解也不單單停留在斷裂強力上，對其他指標也越來越受到重視，尤其是織物的拉伸過程，也就是F_E曲線格外受到重視。以往的測試儀只是測試織物的斷裂強力和斷裂時間，測試方法相對簡單，對近幾年來新的織物品種已無法適應。隨著電子計算機和測試技術(shù)的發(fā)展，在測試方法和功能上相對機械式的強力機都有較大的不同，使原來不能實現(xiàn)的功能得以實現(xiàn)，電子式強力機的應用大大降低了勞動強度，提高了工作效率。
    YG067A織物強力機是長嶺紡織機電科技有限公司研制的新一代織物強力機，該儀器具有自檢、設置、測試、校正、查詢和打印等功能，可以測試織物的斷裂強力、斷裂伸長、斷裂伸長率、斷裂功和斷裂時間等強力指標并統(tǒng)計最大值、最小值、平均值和CV值，同時顯示織物的F-E曲線。

2 產(chǎn)品主要特點與性能指標
2.1 主要特點
2.1.1 測試范圍大，最大值可以達到5000N。
2.1.2 夾頭設計合理，適應于強力小于5000N、伸長率小于200%的各種織物。
2.1.3 適合紡織標準GB/T 3923.1-1997和FZ/T 01030-93。
2.1.4 測試過程中顯示F-E曲線，幫助技術(shù)人員分析試樣的拉伸情況。
2.1.5 可以根據(jù)用戶的要求隨時剔除數(shù)據(jù)和補充數(shù)據(jù)。
2.1.6 采用氣動夾頭，操作方便。
2.1.7 安全性高。
2.2 性能指標
2.2.1 強力測試范圍：0～5000N
2.2.2 顯示分辨率：0.5N
2.2.3 夾持試樣長度：80～400mm（范圍內(nèi)任意設置）
2.2.4 伸長范圍：0～400mm(試樣200mm時)
2.2.5 拉伸速度：10～600mm/min （范圍內(nèi)可任意設置）


3  主要組成與工作原理 
3.1 織物強力機由以下幾個部分組成
3.1.1 測試主機：織物試樣的拉伸機構(gòu)。
3.1.2 數(shù)據(jù)處理計算機：數(shù)據(jù)處理和控制單元。
3.1.3 打印機：打印測試結(jié)果。
3.2 工作原理
    YG067A織物強力機采用等速伸長（CRE）測試原理。 
    試樣所受拉力通過夾持器作用于傳感器，產(chǎn)生較弱的模擬電壓信號，信號經(jīng)放大器放大后，進行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入單片機，將力值信息，伸長信息等經(jīng)過處理后通過計算機串口送入PC機進行處理、顯示、儲存和打印。

4 技術(shù)特點
4.1 精密拉壓雙向傳感器把織物的拉力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)16位的A/D采集傳到計算機，經(jīng)過處理，顯示和打印測試結(jié)果。16位的AD保證了數(shù)據(jù)采集精度。
4.2 傳感器的激勵電壓采用線性電源供電，確保傳感器的輸出信號的噪聲頻譜集中在一定的范圍內(nèi)。放大電路采用高性能的儀表放大器，線性電源供電減少電源紋波，共模抑制比高。在信號噪聲的頻率范圍內(nèi)，儀表放大器的共模抑制能力滿足設計要求。放大器的輸出采用一階RC低通濾波，為A/D轉(zhuǎn)換提供信號源。A/D轉(zhuǎn)換的頻率為4800Hz，MCU讀取A/D值后進行平均和數(shù)字濾波處理得到有效采樣值。這樣使得數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和一致性好。由于A/D轉(zhuǎn)換頻率為4800Hz使得結(jié)果的有效采樣頻率大于110Hz，從而保證了數(shù)據(jù)實時性和穩(wěn)定性。對有效數(shù)據(jù)采集頻率在檢定規(guī)程中有明顯的規(guī)定，它是數(shù)據(jù)采集精度的保證。規(guī)定如表一：
4.3 在測試中根據(jù)標準要預加張力，方法標準中可用兩種方法，張力法和松弛夾持法。大部分儀器采用傳統(tǒng)的方法，在試樣下掛一張力夾。這種方法不但增大了操作人員動作，而且對伸長率的測試增加了人為誤差。我們知道，儀器制造廠家為了使一種夾頭適應各種試樣，大多采用波浪夾頭，來增大試樣和夾頭接觸面的摩擦系數(shù)，當張力夾夾在試樣下端時，此時試樣自然下垂，可是當波浪夾頭閉合時，由于波浪夾頭咬合力的作用使試樣的張力增大幾倍甚至幾十倍。我們做過試驗，當把2N張力夾夾在試樣下端，閉合波浪夾頭，從界面上看到此時實際的張力達到十幾牛頓，有時更大。人為減小了試樣的長度，使伸長率的測試出現(xiàn)誤差。我們采用松弛夾持方法，在夾布時，對試樣不施加任何張力，系統(tǒng)根據(jù)預設的預加張力的大小自動尋找該值對應的位置作為起始位置。這種方法可以大大簡化操作步驟，增加工作效率，也增大了伸長率的測試精度。
4.4 夾頭的設計
4.4.1 采用氣動夾頭，操作方便并提高了工作效率。
    大部分織物強力機采用的是機械夾頭，加緊力因人而異，加緊力大容易出現(xiàn)斷鉗口現(xiàn)象，力小容易發(fā)生滑移現(xiàn)象，給測試帶來諸多的不便，影響測試效率。采用氣動夾頭，操作人員根據(jù)試樣的特點通過調(diào)節(jié)主氣壓力的大小，來調(diào)節(jié)加緊力，從而保證加緊力的穩(wěn)定性避免斷鉗口和滑移現(xiàn)象。4.4.2 把傳統(tǒng)的波浪式夾頭改為平板式，為了增大試樣和夾持平面的摩擦系數(shù)，在夾持面上粘貼一種特殊材料，特殊材料對試樣也起到了保護作用，因為當強力比較大時，就要求有大的氣壓作用到夾持面上，剛性夾持面容易損傷試樣。這樣使測試數(shù)據(jù)更加準確可靠。
4.5 安全性設計
    安全性從以下兩個方面考慮：
4.5.1 移動夾頭的安全性
    上夾頭在拉伸時如果設計考慮不周會出現(xiàn)“沖頂”現(xiàn)象。在軟件上對拉伸長度作了限制，但拉伸長度大于上限時，自動回到起始位置。硬件上，在上限位置安裝一限位開關(guān)，當上夾頭碰到上限位開關(guān)時，停止拉伸，并回到起始位置，同樣，在最下面也安裝了限位開關(guān)，從軟件和硬件兩個方面保證了上夾頭不會出現(xiàn)“沖頂”現(xiàn)象。
4.5.2 氣動夾頭的安全性
    氣動夾頭在使用上大大提高了效率，也降低了試樣斷鉗口和試樣的滑移現(xiàn)象，夾頭的安全性就顯現(xiàn)出來。設計不當就會對人身安全造成影響。  主氣壓作用在夾頭上的力最大時為2800N，操作人員在往夾頭上試樣時，經(jīng)常把手指伸到夾頭內(nèi)，如果此時按動夾頭閉合按鈕，就會出現(xiàn)意想不到的后果。夾頭開口越小越安全，但給操作者上試樣造成不便，對有些比較軟的試樣很難上到位。為此在設計夾頭時既要保證方便，又要使用安全。
    我們采用預加緊方式，即把試樣送入夾頭后，按預加緊按鈕，氣缸給夾頭一安全氣壓（0.05MPa），此時夾緊力只有100N左右，使其輕輕閉合，然后，按啟動測試按鈕，夾頭緊緊閉合，此時的夾緊力在2800N左右，開始拉伸，操作起來安全可靠。
    另外，如果沒有進行預加緊，而直接啟動，夾頭是不會閉合的，也就不會因為誤操作帶來不安全。

5 軟件設計
5.1 軟件采用面向?qū)ο蟮脑O計語言Visuall C++ 設計，圖形化的界面清晰、美觀，而且便于版本升級。
5.2 拉伸過程中實時顯示拉伸曲線，并且隨著伸長率的變化，系統(tǒng)會自動變換坐標系，呈現(xiàn)完整的拉伸過程曲線，為技術(shù)人員分析試樣的拉伸過程提供了方便。

6 結(jié)論
    YG067A織物強力機能測試織物的斷裂強力、斷裂伸長量、斷裂伸長量，斷裂時間和斷裂功，可實時顯示F-E曲線，具有查詢、剔除數(shù)據(jù)、打印等功能，操作簡單，使用方便，安全可靠。有效數(shù)據(jù)采集頻率達到125次/秒，達到檢定規(guī)程中一類機的要求。