案例｜如何在各类材料样品测试中更胜一筹？

Instron公司的总部位于美国马萨诸塞州，主要提供各种材料测试设备和附件以及各项相关服务。

Instron的ElectroPuls系列包括E1000、E3000和E10000疲劳试验系统，用于检测材料在波动或循环负荷作用下的弹性特性。

挑战

ElectroPuls由直线同步电机驱动，由于驱动直线电机所需的固有阻尼低于传统的旋转电机，因此需要额外的高质量速度反馈，才能实现精确的动态控制。

光栅在本质上具有更好的信号稳定性和更高的精度。Instron发现，绝对式光栅不仅能够提供绝对位置信息，而且无需回零。

左：E3000拉扭双轴电子动静态万能材料试验机正在测试样品

右：以实验性设置测试聚乙烯样品

解决方案

ElectroPuls E3000拉扭双轴试验机需要对线性轴和旋转轴分别采用绝对式直线光栅和绝对式圆光栅。通过雷尼绍RESOLUTE读数头和精度为±5 μm/m、分辨率为5 nm的RTLA钢带栅尺提供线性位置。

同时，通过另一个RESOLUTE读数头和直径为115 mm的RESA圆光栅来提供角度位置；分辨率高达0.019角秒，精度高达±2.5角秒。

E3000拉扭双轴电子动静态万能材料试验机

重点来了

RESOLUTE光栅特性

可增强机械测试性能

· 可靠性：光栅提供的数据必须可信。在许多情况下，样品测试是无法重复进行的，因此获取准确的测量结果至关重要。RESOLUTE具有极强的抗污、抗划痕和抗油脂能力，相比之下，这些灰尘、划痕和油脂可能会造成其他光栅发生计数错误。通过独立位置校验算法，还可确保在错误数据被传输到控制器之前，尽早识别出潜在问题。

· 高分辨率和低噪声（抖动）：硬质样品的应变测量对位置编码器的分辨率要求更高。低抖动（小于10nm RMS）可提高位移灵敏度，从而采集更丰富的样品信息。

· 系统精度高且速度快：动态材料试验机必须通过光栅的应变反馈或载荷传感器的应力反馈进行精确运行控制。光栅的精度越高，动态性能越优，样品失效分析就越详细，从而有助于得出准确的结论。

· 易于安装：RESOLUTE是一款单码道绝对式光栅，相较于传统的多码道光栅，它的安装公差更加宽松。而且还内置LED安装指示灯，有助于简化试验机机架制造和维护过程中的光栅安装过程。

Instron对绝对式光栅提出以下要求：性能可靠、精度高、兼容BiSS?串行通信协议、易于设定和安装；而且要采用非接触式设计，以消除摩擦/磨损以及机械滞后误差。

雷尼绍RESOLUTE支持ElectroPuls控制器，当速度超过20 m/s时，其线性分辨率仍可达到1 nm。RESOLUTE以领先市场的卓越性能征服了Instron，他们在E10000和新型E3000试验机机架的两个轴上都安装了RESOLUTE光栅。

RESOLUTE读数头与RTLA钢带栅尺

Instron ElectroPuls的首席机械工程师GrahamMead先生解释说：“RESOLUTE绝对式直线光栅具有优异的分辨率和精度，不仅安装和设定更加简单，而且运行可靠、无需维护。在旋转轴上采用RESOLUTE圆光栅可以完美补充直线光栅。”

结果

采用BiSS协议的RESOLUTE光栅为Instron提供了更先进的功能，可支持ElectroPuls产品系列的研发创新。

通过这次密切合作，雷尼绍和Instron不但实现了双赢，而且将推动双方在未来展开更深入的产品创新和研发合作。

*本文转载自雷尼绍