決定拉伸試驗機性能及精度的關(guān)鍵因素涉及多個方面，從核心硬件到軟件控制再到使用環(huán)境。以下是一些最重要的因素：

1.載荷框架的剛性和穩(wěn)定性：

重要性：框架是承受拉伸載荷的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。其剛性不足會導致框架自身在加載時發(fā)生顯著變形（彎曲、扭轉(zhuǎn)），這部分變形會疊加在試樣變形上，導致測量誤差（尤其是位移測量）。

要求：高剛性的框架設(shè)計（如大型鑄件、高強度鋼材）能大程度減少自身變形，確保施加的力盡可能直接作用于試樣，保證力值和位移測量的準確性。框架的穩(wěn)定性也影響抗振動能力。

2.力值測量系統(tǒng)（力傳感器/測力計）：

重要性：這是測量試樣所受拉力的核心部件，直接決定力值精度。

關(guān)鍵參數(shù)：

精度等級：通常以滿量程的百分比表示（如±0.5%FS,±0.1%FS）。等級越高，精度越好。

量程范圍：傳感器需要覆蓋測試所需的最大力值。選擇不當（過小易損壞，過大降低小力值精度）會影響精度。

分辨率：傳感器和測量電路能檢測到的最小力值變化。

線性度：傳感器輸出信號與實際受力之間線性關(guān)系的偏差程度。

滯后性：加載和卸載過程中，相同力值下傳感器輸出信號的差異。

長期穩(wěn)定性/蠕變：傳感器在恒定載荷下輸出信號隨時間漂移的程度。

校準與溯源：定期使用經(jīng)更高精度標準（如砝碼、標準測力儀）校準過的設(shè)備對傳感器進行校準，確保其測量結(jié)果可溯源至國家或國際標準。

3.變形測量系統(tǒng)（引伸計）：

重要性：直接測量試樣標距段內(nèi)的真實變形，是計算彈性模量、屈服強度、規(guī)定塑性延伸強度等的關(guān)鍵。對于高精度測試（尤其是屈服點附近）。

關(guān)鍵參數(shù)：

精度等級：類似力傳感器。

量程：需要覆蓋試樣從開始加載到斷裂（或目標應變）的總變形量。

分辨率：能檢測到的最小長度變化（通常為微米級）。

標距長度：引伸計兩刀口間的初始距離，需符合標準或測試要求。

類型：接觸式（如刀口式、夾式）與非接觸式（如視頻引伸計、激光引伸計）。接觸式精度高但可能損傷軟材料或受試樣斷裂沖擊；非接觸式無接觸損傷，適用于高溫等環(huán)境，但成本高且對試樣表面標記要求高。

校準與溯源：同樣需要定期使用標準量塊或更高精度的校準裝置進行校準。

4.位移測量系統(tǒng)：

重要性：測量十字頭（活動橫梁）相對于固定橫梁的移動距離。用于控制試驗速度（位移控制）和計算工程應變（基于夾持端位移）。對于不需要高精度變形數(shù)據(jù)的測試（如僅測抗拉強度），或作為引伸計的輔助/備份。

關(guān)鍵參數(shù)：

傳感器類型：光電編碼器、LVDT、磁致伸縮傳感器等。

精度與分辨率：影響位移控制和基于位移計算的應變精度。

安裝位置與同軸度：測量點應盡量靠近試樣軸線，并確保測量方向與加載方向嚴格平行。

5.控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：

重要性：負責精確控制試驗過程（如速度、模式切換）和高速、高精度地采集力、變形、位移等信號。

關(guān)鍵參數(shù)：

控制精度與穩(wěn)定性：能否精確維持設(shè)定的加載速率（應力速率、應變速率、位移速率），尤其在屈服點附近和不同材料階段。閉環(huán)控制系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。

數(shù)據(jù)采集速率（采樣頻率）：足夠高的采樣率才能準確捕捉材料行為的快速變化（如屈服點、脆性斷裂）。過低采樣率會丟失關(guān)鍵數(shù)據(jù)點。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器分辨率：ADC的位數(shù)（如16位,24位）決定了模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的精度。

濾波器：合理設(shè)置電子濾波器可有效抑制噪聲干擾，但設(shè)置不當（過強）會過濾掉真實信號細節(jié)。

控制算法：先進的算法能更好地實現(xiàn)不同控制模式間的平滑切換（如位移控制到應變控制）和速率控制。

6.夾具系統(tǒng)：

重要性：將試樣可靠地固定在試驗機上，并將載荷有效地傳遞到試樣上，同時避免在夾持部位產(chǎn)生應力集中或打滑。

關(guān)鍵參數(shù)：

夾持能力：確保在最大載荷下不打滑。

對中性：上下夾具必須精確對齊（同軸度），確保試樣在拉伸過程中僅受軸向拉力，避免彎曲應力。同軸度不好會顯著影響測試結(jié)果，尤其是脆性材料或高精度模量測試。

齒形設(shè)計：針對不同材料（金屬、塑料、橡膠、復合材料、薄膜、線材等）和試樣形狀（啞鈴狀、棒狀、板材等），需要設(shè)計或選用合適的夾面齒形（如平紋、V形齒、滾花、液壓、氣動、纏繞等）以防止打滑或損壞試樣。

試樣適應性：夾具應能方便、可靠地夾持各種標準尺寸試樣。

7.校準與維護：

重要性：即使是好的設(shè)備，也會隨著時間和使用而漂移或磨損。定期的、按照相關(guān)標準進行的全面校準是保證試驗機長期精度和結(jié)果可靠性的基石。

關(guān)鍵點：

周期性：嚴格按照標準（如ISO7500-1,ASTME4）或?qū)嶒炇乙?guī)定進行定期校準（通常每年一次，或根據(jù)使用頻率和關(guān)鍵程度）。

覆蓋范圍：校準應包括力傳感器、引伸計、位移傳感器以及整個測量鏈。

可追溯性：校準使用的標準器具必須可溯源至國家或國際計量標準。

預防性維護：定期清潔、潤滑、檢查關(guān)鍵部件（如軸承、絲杠、導軌、電氣連接）的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。

8.環(huán)境因素：

溫度：溫度變化會影響傳感器靈敏度、試樣性能、甚至引起熱膨脹。高精度測試應在恒溫環(huán)境下進行，或?qū)Y(jié)果進行溫度補償。

振動：外部振動（如附近設(shè)備運行）會干擾測量信號，尤其是高精度引伸計。試驗機應安裝在穩(wěn)固的地基上，遠離振源。

氣流：對非接觸式引伸計（如激光）可能產(chǎn)生影響。

電源質(zhì)量：電壓波動或干擾可能影響電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

9.操作員技能與標準遵循：

重要性：再好的設(shè)備也需要合格的操作員按照標準規(guī)范操作。

關(guān)鍵點：

試樣制備：試樣尺寸、形狀、表面狀態(tài)、標距標記等必須嚴格符合相關(guān)標準（如ASTM,ISO,GB）。

安裝對中：正確安裝試樣并調(diào)整同軸度至關(guān)重要。

參數(shù)設(shè)置：正確選擇試驗速度、控制模式、數(shù)據(jù)采集速率等。

引伸計使用：正確安裝、標定引伸計，并在試樣斷裂前及時取下（接觸式）。

結(jié)果分析：正確解讀數(shù)據(jù)，應用標準規(guī)定的方法計算性能指標。