[新品] GB/T16491-2022纳米材料拉力试验机(BWN-10kn)

***部分：产品概述与适用范围‌

概述‌

GB/T16491-2022纳米材料拉力试验机BWN-10kn是一套专用于检测各类材料在拉伸、压缩、弯曲等受力状态下力学性能的集成系统。该系统以现代数字控制技术为核心，由高精度主机硬件与功能强大的DEPEX材料试验软件协同工作，旨在为用户提供操作便利、数据可靠的测试解决方案。系统设计兼顾了通用性与专业性，能够满足从常规质量控制到前沿材料研究的多层次需求。

本说明书中提及的操作方法和界面功能，以随设备附带的软件版本为依据。随着技术进步与软件更新，部分功能与界面可能会进行优化和调整，届时请参考***新的软件版本说明文档。

适用范围‌

GB/T16491-2022纳米材料拉力试验机BWN-10kn适用材料类型‌：本系统广泛适用于包括‌纳米材料、复合材料、高分子材料、塑料、橡胶、弹性体、薄膜、织物、线缆、金属丝材、胶粘剂‌等在内的多种材料。

常规测试项目‌：拉伸强度、屈服强度、规定塑性延伸强度、弹性模量、***大力、断裂伸长率、压缩强度、弯曲强度、剪切强度、剥离强度、撕裂强度、定负荷伸长、定伸长负荷等。

特殊性能测试‌：可结合引伸计或大变形测量装置，对材料的微观应变、应力-应变全过程关系、能量吸收等参数进行精密分析，这对于研究纳米材料、超弹性材料的独特性能尤为重要。

技术标准与合规性‌

GB/T16491-2022纳米材料拉力试验机BWN-10kn的设计、制造及核心控制系统符合机械安全与测控精度的通用技术要求。系统软件内预置了多种材料测试的常用国家及国际标准方法库，用户可直接调用或参考其控制逻辑与参数计算方法进行自定义试验。在实际应用中，对于有特定认证需求的测试，用户应确保所采用的测试方法、数据处理规则与***终引用的有效标准完全一致。

第二部分：系统软硬件关键技术特性‌

一、 硬件控制系统特性‌

BWN-10kn控制系统的核心基于高主频的嵌入式处理器平台，实现了全数字化的闭环控制与高速度数据采集，系统主要硬件特性如下：

高性能测控平台‌：采用先进的微处理器架构，确保复杂的控制算法与实时数据运算的流畅与稳定。

多通道同步数据采集‌：提供包含3个模拟通道和3个数字通道在内的共计6个同步数据采集通道。模拟通道通常用于连接力传感器、小变形引伸计、扩展传感器（如温度传感器）等；数字通道则用于连接位移传感器和大变形测量装置。多通道同步工作确保了力值、变形、位移等多种参数在同一时间点的高度一致性，满足如弹性模量等需要计算瞬时应力的参数测量要求。

自适应闭环控制与多重保护‌：采用了力、位移、变形三闭环全数字控制算法。这意味着系统在试验过程中，能够实时对比测量值与目标值，并根据被测试材料的响应特性（如刚度、塑性变化）动态调整伺服电机的动作，保持加载过程的平滑与精确。同时，控制算法内置了实时保护逻辑，能够在检测到异常信号（如瞬间过载、测量反馈丢失）时立即采取保护措施，有效避免了设备失控等情况的发生。

高速稳定通讯‌：系统上位机软件与下位机控制器之间通过高速通用接口进行通讯，确保了控制指令的下达与采样数据上传的快速与可靠，能够适应较长时间的连续试验工况。

二、 DEPEX材料试验软件功能概述‌

软件是与硬件深度融合的人机交互界面，其设计兼顾了操作的直观性与分析的深度。主要功能涵盖以下方面：

丰富的参数测试能力‌：软件能够依据试验数据和预设的计算公式，自动计算并输出材料的数十种力学参数。常见参数包括：弹性模量、上下屈服强度、抗拉强度、规定塑性延伸强度、***大力总延伸率、规定非比例延伸力与强度、能量吸收等。这些参数为材料性能评价提供了全面的数据支持。

多样化的试验曲线显示与分析‌：软件能够实时绘制并记录“力-时间”、“位移-时间”、“变形-时间”、“力-位移”、“应力-应变”等多种类型的曲线。这些曲线不仅可以作为数据保存，还提供了强大的后期分析功能：

多图对比‌：可在同一屏幕上并排显示***多三组不同的坐标曲线（例如，同时观察力-位移曲线、变形-时间曲线和力-时间曲线），便于从不同维度对试验过程进行综合对比分析。

曲线互动操作‌：用户可对曲线进行平移、缩放、坐标变换等操作，方便观察曲线的细节特征。

数据追溯与回放‌：通过“曲线遍历”功能，可随时查询曲线上任意一点对应的力、位移、变形、时间、应力、应变等参数的具体数值，实现试验过程的数字化回放。

灵活的数据与报告管理‌：

试验数据及对应的曲线文件自动存入软件数据库，可按试验方案、试样编号、日期等多种条件进行查询、复现和对比。

软件支持用户根据不同的要求，对试验结果报告进行个性化设计，并可将***终报告以用户熟悉的通用文档格式进行导出或打印，方便整理和归档。

开放的参数定义与标准库‌：

软件预置了开放的参数和公式定义系统。用户可以为不同类型的试验定义所需测得的“结果参数”及其计算公式，或定义试验前需要输入的“用户参数”（如试样尺寸）。

标准库支持用户添加、修改和导入新的测试标准文件，使得软件能够适应不断更新的标准规范和多样化的定制测试需求。

多层级用户权限管理‌：可设置不同权限级别的用户账户，例如管理员可以访问校准、标准编辑等高权限功能，而普通操作员仅能执行日常试验，这有助于规范实验室管理。

第三部分：软件核心界面与试验流程详解‌

为便于理解软件操作逻辑，以下将结合核心界面介绍标准试验流程。界面设计通常包含菜单栏、状态显示区、控制区和结果显示区。

***步：系统连接与初始化‌

启动软件与硬件连接‌：打开计算机上的DEPEX试验软件，通过软件提供的功能，选择当前物理连接的力传感器（即BWN-10kn主机）。软件会自动尝试与控制器建立通讯。通讯成功通常伴随指示灯变化或状态栏提示，表明系统已准备就绪。

横梁位置调整‌：在进行试验前，通常需要根据试样的长度调整活动横梁的位置。可以使用软件的和/按钮，或者使用随设备提供的手持遥控器来控制横梁运动。这为安装夹具和试样创造了足够的操作空间。

装夹前清零‌：在试样未受力安装前，应在软件的控制区点击和按钮。这能消除传感器初始零漂和夹具重量对测量的影响，将当前状态设定为力值与位移的测量零点。

第二步：创建或选择试验方案‌

进行正式测试前，需要在软件中设置本次试验的具体参数，这些参数的集合称为一个“试验方案”。

新建或选择方案‌：在软件的主菜单中选择进入-功能。

设置基本参数‌：

方案名称与标准‌：为方案命名，并与一个软件内置或用户自定义的测试标准关联。标准定义了测试的报告要求、结果参数等信息。

试验控制方式‌：设定试验结束的条件，如（横梁移动至指定距离停止）、（力值达到指定值停止）、或试样断裂自动识别停止。

变形数据源‌：设定软件计算变形量时采用的传感器来源，如果试验使用了引伸计测量标距内的真实变形，则应选择变形传感器；如无引伸计，则可选择使用横梁位移作为变形参照。

预加载与自动返回‌：可根据需要设置，使系统以低速加载到一个微小的力值，确保试样与夹具充分接触后，再清零开始正式记录。对于拉伸试验，通常不推荐启用功能，以免断裂的试样干扰设备。

定义用户与结果参数‌：

用户参数‌：进入方案编辑的步骤，从关联标准中选定试验前需要输入的内容，如“试样直径”、“厚度”、“原始标距”等，并为它们设定合适的默认值和单位。

结果参数‌：进入步骤，从关联标准中选择本次试验需要软件自动计算的参数项目，如“抗拉强度”、“断裂伸长率”等。参数列表来源于之前“标准设置”中定义的参数库。

第三步：执行试验‌

输入试样信息‌：从已定义的方案中选择一个方案，在软件的“用户参数”界面，填写当前被测试样的实际尺寸信息。

装夹试样‌：正确将试样安装于上下夹具之间。如需测量精确变形，此时应小心地装夹好引伸计。

开始试验‌：检查中的试验速度是否符合标准要求，确认无误后，点击控制区的按钮。系统将按照方案的设定启动加载。

试验过程监控‌：在试验过程中，可实时观察主窗口显示的力值、位移、变形等数值变化以及动态绘制的试验曲线。如果方案中设置了“变形切换”点，当力值达到该点时，软件会提示操作者摘除引伸计。

试验结束‌：试验会按预设的结束条件（如试样断裂或达到规定位移）自动停止。

第四步：结果分析与报告生成‌

试验后分析‌：试验停止后，系统自动根据定义的公式计算“结果参数”。此时操作者可以双击曲线区域，进入，软件通常会自动根据曲线特征（如屈服平台、***大力点）进行结果点识别。如有必要，用户可手动修正特征点的位置，以获得更精确的计算结果。

查看与复查历史数据‌：完成一次试验后，软件已自动保存数据。可通过软件的功能，随时调取历史上任一文件，重现其数据和曲线，进行比较或再次分析。

生成报告‌：确认本次试验结果无误后，可在结果界面点击按钮。软件会将试验数据、计算结果、用户参数及关键的试验曲线，按照预先选定的报告模板填充，形成一份图文并茂的试验报告，供保存、打印或导出为其他格式。

第四部分：系统精度保障——校准与维护‌

为确保测试数据的长期可靠性与准确性，对系统进行定期的校准与规范的日常维护至关重要。

一、 传感器校准‌

校准是修正传感器测量值与物理真实值之间关系的过程。在校准界面，有明确的步骤引导。需要注意的是，进行所有校准操作前，请确保没有安装试样及重物，传感器处于自由状态。

力传感器校准‌：选择（如拉力），输入各校准点的“标准值”，这些标准值通常由更高级别的测力仪施加并读取。系统引导用户加载至这些点并点击记录测量信号，校准完成后点击以使新标定系数生效。

位移传感器校准‌：通过设定横梁移动的标准距离（可用块规或更高精度的位移测量仪提供基准），并记录系统计数。进行多点标定以保障移动行程全程的线性度。

大变形/引伸计校准‌：同样通过输入标准变形量和读取系统的测量值来完成标定。

重要提示‌：所有校准操作结束后，必须退出校准界面并‌重新联机‌，新的校准系数才会在正式试验中起作用。用户应根据设备使用频率和所在实验室的质量管理要求，建立定期的校准计划。

二、 日常使用注意事项‌

环境要求‌：设备应安装在稳固、无强振动的台面上，避免阳光直射和通风口正对。实验室的温度和相对湿度应尽可能稳定，以减少对电子元器件和部分敏感材料试样性能的影响。

安全操作‌：

试验前，请务必确认活动横梁的行程限位装置已正确设置并功能有效，防止行程过冲。

在进行高强度、高刚性材料的拉伸或压缩试验时，应采取必要的安全防护措施，如在设备周围设立防护挡板。

装夹试样时，应在停机状态下进行，切忌在横梁移动时接触夹具。

维护保养‌：

定期清洁设备导轨、丝杠等关键传动部件上的灰尘与异物。

根据使用说明书或主机上的标识，定期对传动丝杠加注适量专用润滑油，保持其运动顺畅。加油时应防止油脂污染传感器或导轨测量面。

长期停用时应关闭主机与计算机电源，并使用防尘罩覆盖设备。