Принцип действия машин основан на преобразовании нагрузки, приложенной к испытываемому образцу датчиком силоизмерительным в электрический сигнал, изменяющийся пропорционально этой нагрузке.

Приложенная нагрузка, создаваемая машиной, деформирует испытываемый образец, при этом производится синхронное измерение значения величины силы и соответствующего ей значения величины перемещения подвижной траверсы (активного захвата).

Тип используемых на машинах измерительных датчиков силы и перемещений подвижной траверсы - электрический.

Конструктивно машины состоят из испытательной установки, блока силового, консоли, микропроцессорного контроллера управления и измерений.

Кинематическая схема испытательной установки включает силовую раму, выполненную в двухколонном (две винтовые передачи) исполнении, электропривод, расположенный в основании машин, комплект захватов (в базовой модели - 1 комплект) и (или) приспособлений для установки испытываемого образца, измерительные датчики - силы и перемещений подвижной траверсы (преобразователь угловых или линейных перемещений), блок конечных аварийных выключателей, кнопку аварийного останова.

Силовая рама состоит из основания, нижней плиты, неподвижной (верхней) и подвижной траверс. Подвижная траверса соединена с активным захватом и находится между нижней плитой и верхней неподвижной траверсой. Пассивный захват может быть установлен на нижней плите или неподвижной (верхней) траверсе (в зависимости от выбранной рабочей зоны машины). Скорость перемещения подвижной траверсы регулируется и поддерживается блоком управления привода.

Верхнюю рабочую зону образует неподвижная (верхняя) траверса (пассивный захват, приспособление) и подвижная траверса (активный захват, приспособление). В верхней рабочей зоне возможны два способа установки датчика силоизмерительного:

• - на неподвижной (верхней) траверсе (пассивном захвате, приспособлении);

• - на верхней плоскости подвижной траверсы (активном захвате).

Нижнюю рабочую зону образует нижняя плита (пассивный захват, приспособление) и подвижная траверса (активный захват, приспособление). В нижней рабочей зоне возможны два способа установки датчика силоизмерительного:

• - на нижней плите (пассивном захвате, приспособлении);

• - на нижней плоскости подвижной траверсы (активном захвате).

Машины могут быть укомплектованы несколькими датчиками силоизмерительными (опционально).

Блок силовой содержит микропроцессорный контроллер управления и измерений, блок управления приводом, системы питания, автоматики, сигнализации. В зависимости от применяемых электронных компонентов, потребляемой мощности машин, а также для удобства эксплуатации, применяются три способа размещения блока силового относительно испытательной установки: в основании испытательной установки, на основании испытательной установки, отдельно от испытательной установки.

Микропроцессорный контроллер управления и измерений осуществляет синхронный прием и обработку информации (с частотой от 10 до 100 Гц) от измерительных датчиков -силоизмерительных, перемещения подвижной траверсы, конечных выключателей, а также вырабатывает сигналы для управления процессом испытаний. Микропроцессорный контроллер управления и измерений позволяет подключать к машине устройства измерения деформации (экстензометры) стационарного и навесного типа с цифровым и (или) аналоговым выходным сигналом (опция). Микропроцессорный контроллер управления и измерений содержит метрологически значимую часть программного обеспечения машин.

У машин в базовой комплектации микропроцессорный контроллер управления и измерений имеет два измерительных канала:

- аналоговый канал измерения силы , для подключения и обработки сигналов датчика силоизмерительного;

- цифровой канал для подключения и обработки сигналов датчика перемещений подвижной траверсы.

У машин в расширенной комплектации микропроцессорный контроллер управления и измерений имеет шесть измерительных каналов:

- три аналоговых канала измерений силы и деформации, для подключения и обработки сигналов двух датчиков силоизмерительных и одного датчика измерения деформации (экстензометра с аналоговым выходным сигналом);

- три цифровых канала измерений перемещения подвижной траверсы и деформации, для подключения и обработки сигналов датчика перемещений подвижной траверсы (преобразователя угловых или линейных перемещений) и двух датчиков измерения деформации (экстензометров с цифровым выходным сигналом).

Консоль - устройство отображения и ввода информации. В качестве консоли может быть использованы пульт оператора и (или) программно-технический комплекс.

Консоль служит для реализации человеко-машинного интерфейса, обеспечивающего оператору ввод данных и команд управления машиной, вывод измеренных значений результатов измерений в цифровой и (или) графической форме на дисплей и печатающее устройство. Консоль содержит метрологически не значимую часть программного обеспечения машин.

Машины И21М изготавливается в различных вариантах исполнения, отличающихся наибольшим пределом измерений силы, пределами допускаемой относительной погрешности измерений силы и положением силового блока относительно силовой установки.

Машины могут быть укомплектованы печатающими устройствами, устройствами измерения деформации (экстензометрами), электронными микрометрами, штангенциркулями и средствами измерения массы, термокриокамерами и высокотемпературными печами и иметь порты для их подключения, а также соединительными устройствами и специальным обеспечением для консоли.

Модификация машин имеет обозначение:

«Машины для испытаний конструкционных материалов И21ХХМ-Y-ZZ-K УХЛ-4.2 ТУ26.51.62-002-75903286-17», где:

• - параметр И21 М - определяет номер проекта предприятия разработчика машин ООО «ТОЧПРИБОР-КБ»;

• - параметр ХХ - определяет модификацию машины (двухколонная), особенности ее установки и эксплуатации (Таблица 1);

• - параметр Y - определяет наибольший предел измерений силы (Таблица 2);

• - параметр ZZ - определяет исполнение машины (положение силового блока относительно испытательной установки (Таблица 3);

• - параметр К - определяет пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы - 0,5 или 1 (Таблица5).

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Общий вид машин представлен на рисунках1-3.

В местах соединения разъёмных частей корпуса электронного блока управления, нанесена защитная наклейка, которая ограничивает доступ к внутренним частям блока управления.

Рисунок 1 - Общий вид машин И2143М-У-01-К

Рисунок 2 - Общий вид машин И2143М-У-02-К

Рисунок 3 - Общий вид машин И2143М1-\М)3-К

Комплектность машин И21М представлена в таблице 8.

Таблица 8

в зависимости от номинальных значений установленных датчиков силоизмерительных, диапазоны измерений и пределы допускаемой относительной погрешности измерений силы для модификаций машин приведены в Таблице 5.

Таблица 5

Примечания:

• 1. Режим работы силоизмерительных датчиков: растяжение, сжатие.

• 2. Каждая модификация машины может комплектоваться одним или несколькими датчиками силоизмерительными (Таблица 5).

• 3. Диапазоны измерений силы, а также пределы допускаемой относительной погрешности измерения силы одинаковы для растяжения и сжатия.

Таблица 6

* - опционально по заказу

Таблица 7 - Основные технические характеристики

- опционально по заказу