电子万能试验机的最大试验力是设备选型的核心参数。选择过小,无法完成测试甚至损坏设备;选择过大,会显著降低测量精度和分辨率。科学确定量程需要系统化的考量,以下是关键步骤与建议。
一、核心原则:在精度与安全间取得平衡
黄金法则:根据待测样品的预期最大破坏力,选择使该力值落在传感器量程的10%-90%范围内的设备。
为何要>10%?避免测量点过于接近传感器的下限。低载荷区的相对误差较大,信噪比低,数据不可靠。
为何要<90%?为确保安全余量,防止样品瞬间断裂或出现意外过载时冲击传感器,保护设备并保证操作人员安全。
二、关键步骤:四步法精准确定量程
第一步:明确测试标准与样品规格
不同的国际/国家/行业标准对样品尺寸和制备有明确规定。必须首先确定所遵循的标准,并据此制备具有代表性的样品。
第二步:理论估算与经验参考
理论估算:根据材料的已知典型强度(如抗拉强度)和样品的横截面积进行初步计算。
预估最大力=材料典型抗拉强度×样品的横截面积
第三步:考虑测试类型与峰值力
试验类型直接影响可能出现的最大力值:
1、拉伸破坏试验:最大力即为样品断裂前的峰值力。
2、压缩试验:最大力可能是压溃力或达到标准规定的某一变形量时的力。
3、弯曲试验:最大力是样品断裂或达到规定挠度时的力。
4、弹性模量测试:只需在材料的弹性阶段进行,所需最大力远低于破坏力。
第四步:规划未来需求与配置弹性
材料范围会扩展吗?如果未来可能测试更强或更弱的材料,应选择量程更宽或可切换传感器的机型。
是否需要多种测试?同一台设备若需进行拉伸、压缩、弯曲等多种测试,量程必须满足所有测试中的最大需求。
优先选择配置多传感器或高量程传感器的设备:对于科研或检测中心,选择一台可自动切换多个传感器(如1kN,10kN,50kN)的试验机,是实现优精度和广泛适用性的理想方案。

三、高级考量:特殊应用与配置
1、微小力测量:对于薄膜、纤维、生物组织等微弱力样品(<100N),需要专门的微小力传感器(如10N,50N),普通大吨位试验机无法准确测量。
2、动态测试与疲劳测试:若需要进行动态或疲劳测试,所选量程还需考虑设备的动态性能指标,且通常需要留有比静态测试更大的安全余量。
四、实用建议与总结
1、保守原则:在无确切把握时,“宁大勿小”。可选择量程稍大的设备,在测试小力值时使用高精度传感器。现代高级试验机通常支持多传感器自动切换。
2、咨询厂家:将您的材料类型、样品尺寸、测试标准告知设备供应商的技术工程师,他们能提供专业的量程建议。
3、验证测试:在设备到位后,先用已知性能的标准样条进行测试,验证设备量程选择的合理性。
总结而言,确定电子万能试验机的量程是一个基于科学计算、标准遵循和未来规划的综合决策过程。牢记10%-90%的黄金法则,并充分考虑应用的扩展性,才能投资一台既能满足当前需求,又能在未来数年保持技术先进性的高效设备。