XG-1型工程纤维强伸度仪
上海利浦应用科学技术研究所
东华大学
目 录
一、概述... 2
二、主要技术指标... 2
三、仪器结构和工作原理... 3
四、仪器使用前的校准... 7
五、试验方法与操作步骤... 8
六、计算机测试操作方法... 9
1、系统启动... 9
2、系统登陆... 10
3、测试信息输入... 11
4、仪器参数设置... 11
5、测试画面启动... 12
6、测试... 13
7、测试结果数据显示... 13
8、打印设置启动... 14
9、打印内容选择... 14
10、测试结果保存... 14
11、测试结果查询... 15
12、测试结果删除... 17
13、退出系统... 18
七、用户管理... 18
1、进入用户管理程序... 18
2、增加用户... 20
3、删除用户... 20
4、修改用户... 20
八、安装... 21
1、软件安装... 21
2、XG-1工程纤维强伸度仪与计算机联机接线... 22
XG-1型工程纤维强伸度仪是测定工程纤维拉伸性能的试验仪器，可对*短4mm长度的工程用短纤维进行一次拉伸试验，测试纤维强力、伸长率、定伸长负荷、直径、强度、模量的单值、平均值和变异系数。并可通过计算机屏幕实时显示纤维的负荷－伸长曲线，测试数据和测试曲线可以打印并保存。
本仪器结构精密，测试精度高，性能稳定。采用气动夹持器夹持纤维，使用方便，可减小操作误差，提高试验工作效率。
本仪器符合G*标准GB/T21120—2007、G际标准ISO5079和G际化学纤维标准化局(BISFA)的试验方法标准，适用于各种单根化学纤维和天然纤维拉伸性能的测定。可广泛应用于化纤、建筑工程等生产企业、检验机构和科研单位。
1、负荷测量范围： 0～100 cN
2、负荷测量误差： ≤士1％
3、负荷测量分辨率： 0.1 cN
4、伸长测量范围： 100 mm
5、伸长测量误差： ≤0.01 mm
6、伸长测量分辨率： 0.1％；
7、 下降速度： 1～100 mm/min
8、 夹持距离： 1～20 mm
8、下夹持器动程： 100 mm
9、电源： 220V～土10％；
10、主机重量： 约45kg
11、尺寸： 540×434×560 mm
本仪器基本构成由强力仪主机、计算机、打印机组成，得到测试结果为纤维断裂强力、伸长率、定伸长负荷、直径、强度、模量等指标。其中强力和定伸长负荷值显示单位为cN，伸长率单位为%，强度和模量单位为MPa，直径值从拨盘中输入，单位为um。拉伸试验过程中仪器显示试样的负荷-伸长曲线，各项测试结果可通过计算机进行数据存贮。
（一）仪器面板如图3-1所示，面板上开关、按钮、拨盘作用如下：
1、电源开关： 接通或关闭电源；
2、“校准-试验”开关： 测试前开关上拨至“校准”位置进行校准；正常测试时下拨至“试验”位置；
3、速度拨盘：设置下夹持器下降速度，单位为mm/min；
图3-1
仪器面板上各按钮作用如下：
1、Z： 置零按钮；
2、FS： 负荷满量程校准按钮；
3、PR： 测试结果打印按钮，当计算机无法使用，可通过主机后面计算机接口连接打印机直接打印测试结果；
4、→： 第N＋1根数据显示按钮；
5、←： 第N-1根数据显示按钮；
6、R： 复位按钮；
7、降： 手动下夹持器下降按钮；
8、停： 手动下夹持器停止按钮；
9、升： 手动下夹持器上升按钮；
10、自动：自动操作按钮；
11、上夹： 手动上夹持器开、闭按钮；
12、下夹：手动下夹持器开、闭按钮。
仪器显示器显示:
1、BF： 测试进行时显示力值（cN），纤维试样断裂时显示强度值(MPa)；
2、EXT： 显示伸长值（％）；
3、FDE： 测试进行时显示定伸长负荷值（cN），纤维试样断裂时显示模量值(MPa)；
4、N： 试验根数。
（二）机内试验参数设定拨盘及控制开关
主机左侧门打开后，内侧功能控制板上参数设定拨盘及控制开关，如图3-2所示。
图3-2
1、隔距拨盘：按试验方法标准的规定，确定上下夹持器之间试样长度。隔距拨盘设置应与上下夹持器间试样长度一致，单位mm，图3-2所示为5mm。
2、定伸长拨盘：按测试要求设置定伸长值，单位％，仪器可显示和打印与定伸长相应的负荷值，图3-2所示定伸长值设定为2%。
3、图标拨盘：如需绘出强伸曲线，可根据纤维强力及伸长率的大小按表1设定“图标”拨盘的数值。以确定强伸曲线坐标所代表的强力伸长范围。其中**位代表纵座标强力范围，第2位代表横座标伸长率范围。
表 1
|
**位 |
强力范围
(cN) |
第二位 |
伸长率范围
(%) |
|
1 |
10 |
1 |
10 |
|
2 |
20 |
2 |
25 |
|
3 |
50 |
3 |
50 |
|
4 |
100 |
4 |
100 |
|
|
|
5 |
250 |
|
|
|
6 |
500 |
|
|
|
7 |
1000 |
4、模量拨盘：拉伸曲线起始部分直线的斜率代表试样初始模量的大小。拨盘D和拨盘E分别用于设置测量计算模量的试样起点伸长率和终点伸长率，单位0.1％。
5、直径拨盘：将已知纤维直径输入拨盘，单位um (10-3mm)，图3-2所示为30.5um。
6、联机开关F：开关上拨至“开”位置时，主机与计算机联机。
7、C开关： 仪器校准时用。
8、A电位器：仪器校准时用。
（三）、主机和计算机、压缩气源的连接
主机后背面接口配置如图3-3所示。按图3所示将主机与计算机、压缩气源连接起来。
图3-3
（四）负荷测量部分工作原理
本仪器属于等速伸长型(CRE)拉伸试验仪，负荷测量部分如图3-4所示。
纤维1夹持在上夹持器2和下夹持器3之间。纤维所受的力由上夹持器2经杠杆框架4传递至传感器5。图中平衡块6用于平衡上夹持器的重量，测力平衡架上装了油阻尼器7，以保证测力系统具有良好的动态特性以及在测试过程中的稳定性。输出信号经放大电路8和A/D转换器9后，送入数据处理电路。
图3-4
（五）机构传动及伸长测量部分结构原理
本仪器下夹持器下降拉伸纤维，机构传动部分如图3-5所示。步进电机l通过齿轮2，同步齿轮带3带动齿轮4。经螺杆5、螺块6、滚轮座7和导轨8使下夹持器9作升降运动。整个机械传动部分结构紧凑，传动平稳。
图3-5
1、将压缩气源进气管插入主机后背的气源接口(见图3-3)。
2、将计算机与主机连接，并接通电源。
3、打开主机的电源开关，预热15分钟。
4、清零
按主机面板上复位按钮“R”及校零按钮“Z”，使各项显示值为零。
5、将面板“校准—试验”拨动开关向上至“校准”。
6、打开主机左侧门，将内侧功能设定板上拨动开关C上拨，调节电位器A使显示值为4.0左右。然后将开关C下拨回原位(见图2)。
7、负荷满度校准
在面板“校准一试验”开关上拨的情况下，按校零按钮“Z”使负荷显示为零。在上夹持器端面上放100cN校准砝码，按校满按钮“FS”，使负荷显示为100 cN。拿去砝码后，若负荷显示未能指标零，再按校零按钮“Z”，使负荷显示为零。如此重复l～2次．负荷满度校准完毕后将“校准一试验”开关拨至“试验”，即可开始进行试验。
8、负荷线性检定
在定期对仪器性能进行计量考核时，将“校准-试验”开关上拨至“校准”，依次放上50cN、20cN、10cN校准砝码，应显示相应的负荷值，其误差应符合技术指标规定要求。
仪器按上述步骤预热校准，参数设定，接通压缩机电源，待压力升至规定压力后即可开始测试。
（一）拉伸试验
1、按试验方法标准规定，选择正确的预张力夹。
2、将预张力夹夹持纤维一端，将纤维从下方置于上下夹持器钳口之间，按下主机面板上的“上夹”按钮，上夹持器钳口闭合。再按“下夹”按钮，下夹持器钳口闭合。按“下降”按钮，下夹持器下降，纤维被拉伸。断裂后，下夹持器自动回复上升至原位，上、下夹持器钳口自动开启。一根纤维测定完毕，显示器显示该根纤维的强度、断裂伸长率、模量及测试根数。如此重复测试，直至拉完所需根数。
3、“自动”操作
为方便操作，可按“自动”按钮替代步骤2中的“上夹”和“下夹”按钮操作。**次按“自动”按钮时上夹持器钳口闭台，第二次按“自动”按钮后．下夹持器钳口闭合，随即自动拉伸纤维。在纤维拉断后，如钳口处留有断裂的纤维，应用毛刷等轻轻刷除，或用镊子夹除。
4、异常值检查及剔除
（1）测试过程中
每拉伸一根纤维，试验根数N显示数自动加1。如果本次拉伸结果判断有异常，按“←”按钮，将显示退至上一根（第N-1根）的测试结果。继续进行拉伸试验时，原来的第N根异常数据被剔除，自动被新的测试数据所替代。
（2）测试完毕后
检查各个测试数据后，如发现某一根纤维的测试结果异常，则按“←”按钮，将显示根数退至该根的上一根，从该样品中重取一根纤维进行测试，异常结果即予剔除。
按“→”按钮使显示根数N回到实际测试总根数。
（二）初始模量伸长的设定
试样拉伸曲线假设如图5-1所示。
初始模量为拉伸曲线起始直线部分的斜率，图中OA为计算初始模量的起点伸长率，OB为终点伸长率，FA和FB为起点伸长率和终点伸长率所对应的力值。OA伸长率和OB伸长率所对应的曲线片段，应选择在曲线的起始直线部分，其数值分别由内侧控制板上的D拨盘和E拨盘来设定（单位0.1％伸长率）。图3-2 中所示举例“D”拨盘设置OA伸长率为0％，“E”拨盘设置OB伸长率为2.0％。
图5-1
1、系统启动
打开计算机电源，双击屏幕上“化学纤维测试专*系统”的图标，出现6－1所示的画面。
图6－1
2、系统登陆
输入用户ID和密码,譬如”lp”,”lp”, 然后单击“确定”按钮，即可进入化学纤维专*测试系统的画面，如图6－2所示。
图6－2
3、测试信息输入
**“测试”按钮，可进入如图6－3所示的测试画面。输入仪器编号和试样规格等测试信息，如图6－3所示。
图6－3
4、仪器参数设置
**“参数设置”，可进入如图6－4所示的画面，输入下列仪器测试参数：
负荷范围、拉伸速度、夹距、伸长。以上输入数据必须与XG-1纤维强伸度仪上的拨盘的设置完全一致。“比强”选择“On”。图6-4中的夹距和拉伸速度应根据不同试样长度而定，例如纤维长度为6mm，夹距可选择2mm，拉伸速度选择2mm/min。负荷范围（cN）和伸长（%）分别为负荷—伸长曲线的纵坐标和横坐标的满量程值。
图6－4
设置完成以后，**“确认”，回到图6－3所示的画面。
5、测试画面启动
**“测试”，即可进入图6－5所示的画面。
图6－5
6、测试
进行XG-1纤维强伸度仪拉伸纤维测试。纤维试样拉伸过程中，纤维的负荷－伸长曲线可在图6－5中显示。纤维断裂后，在图中显示强力、伸长、定伸长负荷及根数等数值。
7、测试结果数据显示
全部试样测试完毕或试样中途需要对测试结果进行检查时，**图6－5中的“数据显示”，把经测试结果N根试样各项指标单值、平均值、CV%值显示在图6－7的窗口中。检查测试结果如有异常数据，根据XG-1仪器操作方法，剔除并补测该数据。**“关闭”，可以回到测试画面，继续测试。
图6－7
8、打印设置启动
当所需试验的纤维试样测试结束以后，单击图6－5中的“打印”，进入图6－6所示的画面。
图6－6
9、打印内容选择
（1）选择“数据打印”，可进行测试结果打印；
（2）选择“图形打印”，可进行拉伸曲线的图形打印，图形的打印格式，可按用户需要，在下列三种方式任选一种：
（a） 原点打印：所有的图形从同一个原点开始打印
（b）间隔打印：五根测试数据为一组，间隔一段距离后打印
（c） 单根打印：选择需要打印的某一根数，只打印输入的该根曲线。
选择结束后，**“打印”，打印机进行打印。
10、测试结果保存
打印结束以后，**图6－6中的“退出”，回到6－5所示的画面，**“退出”，出现图6－８所示画面，系统询问是否需要对测试结果进行保存。
图6－8
如需要保存测试结果，**“是”，测试结果可供以后查询使用。然后系统回到测试开始的图6－3画面。
11、测试结果查询
对系统所保存测试数据的查询，可在图6－3所示的画面中**“查询”，可进入图6－９所示的画面。
图6－9
用户可以输入仪器编号，选择测试日期作为查询条件。**“测试日期”项中右端箭头,出现日期选择表，如图6－10所示，可选择所需要的查询日期。**查询日期表*行左端或右端的箭头，可改变所须选择的月份。
图6－10
选择结束后，在图6－9的画面的查询列表中出现所选中的某个或一组测试对象。在列表中双击所需的查询对象，可显示该对象的详细测试结果，如图6－11所示。
图6－11
选择图6-11列表中的一项测试数据，该测试数据所对应的单个曲线可以用红色标出。
12、测试结果删除
在查询所示的图6－9中，选中所须的删除对象，单击查询列表中某一需要的删除的对象，**“删除”，该测试结果即可从系统保存的数据中删除。
13、退出系统
单击“退出”，即可回到测试开始图6－2所示的画面。
1、进入用户管理程序
在计算机上双击“化学纤维测试专*系统”，出现图7－1所示的画面
图7－1
如果要删除和增加新的测试用户，必须由管理员按管理员身份和密码登陆，输入用户ID“admin”和密码“admin”后单击“确定”，出现图7－2所示的画面。
图7－2
**“用户管理”，出现图7－3所示的用户管理画面。
图7－3
2、增加用户
管理员可根据实验室使用该仪器控制操作人员的需要，增加操作人员的测试用户，**图7－3中的“增加用户”，出现图7－4所示的画面。
图7－4
用户ID是系统中表示用户的唯一信息，比如tester1,tester2等等。用户权限有两种，管理员用户和一般用户，管理员用户有管理用户的权限，可以增加删除用户，而普通用户没有此项权限。输入完毕以后，单击“增加”即可增加用户。新增加的用户的密码和用户ID是一样的。
3、删除用户
在图7－3所示的画面中，选中和**要删除的用户后，单击“删除用户”，即可删除。
4、修改用户
进行用户的密码修改，管理员和测试用户可按自己的ID身份登陆，**“用户修改”，出现7－4的画面。在新密码和密码确认项中输入新密码，**“确认”，修改即完成。
图7－5
1、软件安装
按照软件的安装说明，在计算机内安装联机系统软件。安装时先双击“我的电脑”，在出现的画面中双击“纤维专*系统”，进入该画面后双击“port95nt1”，在出现的画面中双击“setup”执行文件。然后在后续依次出现的各个画面中选择**“next”或“Yes”，直至出现DLPortIO画面，**“关闭”，出现“安装完毕”画面，**“Finish”，电脑将重新启动。
双击“我的电脑”，在出现的画面中双击“纤维专*系统”，进入该画面后双击“setup”执行文件。然后在后续依次出现的各个画面中选择**“下一步”，直至出现“已做好安装系统的准备”的画面，**“安装”，等待安装完毕以后**“完成”，再**“是”，使系统重新启动。
2、XG-1工程纤维强伸度仪与计算机联机接线
包括以下两根连接线：
（1）XG-1与计算机连接线
（2）计算机与打印机连接线
特别注意在计算机后面板上按标识进行连接，如有错误，会导致仪器烧毁。在连接的过程中要关闭计算机和XG-1的电源开关。电脑的并口默认硬件地址为0x378，工作模式为双向模式，电脑并口卡默认硬件地址为0x278。
