高精度传感器与伺服系统是微机控制电子式扭转试验机实现高精度测量的核心技术。传感器负责精确采集扭矩和扭角数据，伺服系统则通过闭环控制确保加载过程的精确性和稳定性，两者的协同工作使试验机测量精度达到±1%甚至±0.5%以内。
一、高精度传感器的精度提升机制
扭矩传感器的核心作用在于将机械扭矩转换为电信号，其精度直接影响试验数据的可靠性。现代扭转试验机采用高精度对称性扭矩传感器，线性范围宽、稳定性好，能够保证扭矩的测试精度。
光电编码器在扭角测量中的应用同样关键。通过采用高精度LEC型光电编码器，能够实现扭角的高分辨率测量，最小分辨率可达0.002°。在试样的标距处固定两个转盘，两个光电编码器分别附着在转盘上，通过测量两个转盘之间的转角差，可获得精确的扭角值，测量误差控制在±1%以内。
二、伺服系统的闭环控制优势
全数字伺服闭环控制系统是精度保障的核心。该系统采用交流伺服电机作为动力源，通过驱动器实现精确的速度和位置控制。伺服系统具有过流、过压、过热自动保护功能，能够实现0.18°—720°/min的无级调速，速度精度优于示值的±1%。
控制算法的优化进一步提升了系统性能。采用PID控制、模糊控制、自适应控制等先进算法，能够根据实际运行状态动态调整控制策略，减少系统误差。实时反馈控制通过采集系统运行数据，对控制系统进行动态调整，确保系统始终处于最佳状态。
三、协同控制实现高精度测量
扭矩-扭角-转角三闭环控制是协同控制的关键。三种控制方式之间可以自动切换，实现平滑无扰过渡。通过计算机软件发送指令给控制单元，使伺服电机转动，带动减速机对试样施加扭矩，扭矩传感器实时采集数据，光电编码器测量扭角，形成完整的闭环控制系统。
高速数据采集与处理确保了测量精度。基于32Bit-ARM微处理器，采样速率每秒钟约为100次，高速通信波特率115.2kHz使数据传输更快捷，高速采集速率使瞬间变化量的采集更具可靠性，实际精度均达0.5级以上。
四、实际应用效果
在航空航天、汽车制造、材料研究等领域，高精度传感器与伺服系统的协同控制使扭转试验机能够满足GB/T 10128-2007《金属材料室温扭转试验方法》等标准要求。试验机可进行扭矩-扭角、扭矩-时间、扭角-时间等曲线的精确绘制，自动求取材料的扭转弹性模量、非比例应力等力学性能指标，为材料性能研究和产品质量控制提供可靠数据支撑。
通过高精度传感器与伺服系统的协同优化，
微机控制电子式扭转试验机实现了从数据采集到加载控制的全程高精度，为材料力学性能测试提供了强有力的技术保障。
文章来源：
盛林精密机械设备
更新时间：2025-12-24
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