1 概述
    隨著紡織業的發展，不論是國內還是國外對織物的要求越來越高，織物測試也越來越顯現出它的重要性，對織物測試的理解也不單單停留在斷裂強力上，對其他指標也越來越受到重視，尤其是織物的拉伸過程，也就是F_E曲線格外受到重視。以往的測試儀只是測試織物的斷裂強力和斷裂時間，測試方法相對簡單，對近幾年來新的織物品種已無法適應。隨著電子計算機和測試技術的發展，在測試方法和功能上相對機械式的強力機都有較大的不同，使原來不能實現的功能得以實現，電子式強力機的應用大大降低了勞動強度，提高了工作效率。
    YG067A織物強力機是長嶺紡織機電科技有限公司研制的新一代織物強力機，該儀器具有自檢、設置、測試、校正、查詢和打印等功能，可以測試織物的斷裂強力、斷裂伸長、斷裂伸長率、斷裂功和斷裂時間等強力指標并統計最大值、最小值、平均值和CV值，同時顯示織物的F-E曲線。

2 產品主要特點與性能指標
2.1 主要特點
2.1.1 測試范圍大，最大值可以達到5000N。
2.1.2 夾頭設計合理，適應于強力小于5000N、伸長率小于200%的各種織物。
2.1.3 適合紡織標準GB/T 3923.1-1997和FZ/T 01030-93。
2.1.4 測試過程中顯示F-E曲線，幫助技術人員分析試樣的拉伸情況。
2.1.5 可以根據用戶的要求隨時剔除數據和補充數據。
2.1.6 采用氣動夾頭，操作方便。
2.1.7 安全性高。
2.2 性能指標
2.2.1 強力測試范圍：0～5000N
2.2.2 顯示分辨率：0.5N
2.2.3 夾持試樣長度：80～400mm（范圍內任意設置）
2.2.4 伸長范圍：0～400mm(試樣200mm時)
2.2.5 拉伸速度：10～600mm/min （范圍內可任意設置）


3  主要組成與工作原理 
3.1 織物強力機由以下幾個部分組成
3.1.1 測試主機：織物試樣的拉伸機構。
3.1.2 數據處理計算機：數據處理和控制單元。
3.1.3 打印機：打印測試結果。
3.2 工作原理
    YG067A織物強力機采用等速伸長（CRE）測試原理。 
    試樣所受拉力通過夾持器作用于傳感器，產生較弱的模擬電壓信號，信號經放大器放大后，進行A/D轉換成數字量送入單片機，將力值信息，伸長信息等經過處理后通過計算機串口送入PC機進行處理、顯示、儲存和打印。

4 技術特點
4.1 精密拉壓雙向傳感器把織物的拉力轉變為電信號，經16位的A/D采集傳到計算機，經過處理，顯示和打印測試結果。16位的AD保證了數據采集精度。
4.2 傳感器的激勵電壓采用線性電源供電，確保傳感器的輸出信號的噪聲頻譜集中在一定的范圍內。放大電路采用高性能的儀表放大器，線性電源供電減少電源紋波，共模抑制比高。在信號噪聲的頻率范圍內，儀表放大器的共模抑制能力滿足設計要求。放大器的輸出采用一階RC低通濾波，為A/D轉換提供信號源。A/D轉換的頻率為4800Hz，MCU讀取A/D值后進行平均和數字濾波處理得到有效采樣值。這樣使得數據的穩定性和一致性好。由于A/D轉換頻率為4800Hz使得結果的有效采樣頻率大于110Hz，從而保證了數據實時性和穩定性。對有效數據采集頻率在檢定規程中有明顯的規定，它是數據采集精度的保證。規定如表一：
4.3 在測試中根據標準要預加張力，方法標準中可用兩種方法，張力法和松弛夾持法。大部分儀器采用傳統的方法，在試樣下掛一張力夾。這種方法不但增大了操作人員動作，而且對伸長率的測試增加了人為誤差。我們知道，儀器制造廠家為了使一種夾頭適應各種試樣，大多采用波浪夾頭，來增大試樣和夾頭接觸面的摩擦系數，當張力夾夾在試樣下端時，此時試樣自然下垂，可是當波浪夾頭閉合時，由于波浪夾頭咬合力的作用使試樣的張力增大幾倍甚至幾十倍。我們做過試驗，當把2N張力夾夾在試樣下端，閉合波浪夾頭，從界面上看到此時實際的張力達到十幾牛頓，有時更大。人為減小了試樣的長度，使伸長率的測試出現誤差。我們采用松弛夾持方法，在夾布時，對試樣不施加任何張力，系統根據預設的預加張力的大小自動尋找該值對應的位置作為起始位置。這種方法可以大大簡化操作步驟，增加工作效率，也增大了伸長率的測試精度。
4.4 夾頭的設計
4.4.1 采用氣動夾頭，操作方便并提高了工作效率。
    大部分織物強力機采用的是機械夾頭，加緊力因人而異，加緊力大容易出現斷鉗口現象，力小容易發生滑移現象，給測試帶來諸多的不便，影響測試效率。采用氣動夾頭，操作人員根據試樣的特點通過調節主氣壓力的大小，來調節加緊力，從而保證加緊力的穩定性避免斷鉗口和滑移現象。4.4.2 把傳統的波浪式夾頭改為平板式，為了增大試樣和夾持平面的摩擦系數，在夾持面上粘貼一種特殊材料，特殊材料對試樣也起到了保護作用，因為當強力比較大時，就要求有大的氣壓作用到夾持面上，剛性夾持面容易損傷試樣。這樣使測試數據更加準確可靠。
4.5 安全性設計
    安全性從以下兩個方面考慮：
4.5.1 移動夾頭的安全性
    上夾頭在拉伸時如果設計考慮不周會出現“沖頂”現象。在軟件上對拉伸長度作了限制，但拉伸長度大于上限時，自動回到起始位置。硬件上，在上限位置安裝一限位開關，當上夾頭碰到上限位開關時，停止拉伸，并回到起始位置，同樣，在最下面也安裝了限位開關，從軟件和硬件兩個方面保證了上夾頭不會出現“沖頂”現象。
4.5.2 氣動夾頭的安全性
    氣動夾頭在使用上大大提高了效率，也降低了試樣斷鉗口和試樣的滑移現象，夾頭的安全性就顯現出來。設計不當就會對人身安全造成影響。  主氣壓作用在夾頭上的力最大時為2800N，操作人員在往夾頭上試樣時，經常把手指伸到夾頭內，如果此時按動夾頭閉合按鈕，就會出現意想不到的后果。夾頭開口越小越安全，但給操作者上試樣造成不便，對有些比較軟的試樣很難上到位。為此在設計夾頭時既要保證方便，又要使用安全。
    我們采用預加緊方式，即把試樣送入夾頭后，按預加緊按鈕，氣缸給夾頭一安全氣壓（0.05MPa），此時夾緊力只有100N左右，使其輕輕閉合，然后，按啟動測試按鈕，夾頭緊緊閉合，此時的夾緊力在2800N左右，開始拉伸，操作起來安全可靠。
    另外，如果沒有進行預加緊，而直接啟動，夾頭是不會閉合的，也就不會因為誤操作帶來不安全。

5 軟件設計
5.1 軟件采用面向對象的設計語言Visuall C++ 設計，圖形化的界面清晰、美觀，而且便于版本升級。
5.2 拉伸過程中實時顯示拉伸曲線，并且隨著伸長率的變化，系統會自動變換坐標系，呈現完整的拉伸過程曲線，為技術人員分析試樣的拉伸過程提供了方便。

6 結論
    YG067A織物強力機能測試織物的斷裂強力、斷裂伸長量、斷裂伸長量，斷裂時間和斷裂功，可實時顯示F-E曲線，具有查詢、剔除數據、打印等功能，操作簡單，使用方便，安全可靠。有效數據采集頻率達到125次/秒，達到檢定規程中一類機的要求。