海绵压缩变形试验机的主要构造包括哪些部分？

加载系统
1. 液压加载装置：
  1. 对于一些大型或需要高压力测试的海绵压缩变形试验机，液压加载系统是常用的方式。它主要由液压泵、液压缸、液压阀等部件组成。液压泵将液压油输送到液压缸，通过液压阀控制油液的流量和方向，从而使液压缸的活塞产生压力，作用在海绵试样上。这种加载方式可以提供较大且稳定的压力，压力范围可以从几 kN 到数百 kN 不等，能够满足不同硬度和厚度海绵的测试需求。
  2. 例如，在测试高密度工业海绵的压缩性能时，液压加载系统可以精确地施加较大的压力，模拟海绵在实际使用过程中可能承受的重载情况。
2. 气压加载装置：
  1. 气压加载系统相对液压系统较为简单，主要由空气压缩机、气缸、气阀等组成。空气压缩机产生压缩空气，通过气阀将空气输送到气缸，推动活塞对海绵试样施加压力。气压加载的优点是压力变化相对比较平缓，适合模拟一些较为温和的压缩环境。其压力范围一般在几十 N 到数千 N 之间，适用于对压力要求不是特别高的海绵测试，如一些用于包装或轻型家居用品的海绵。
  2. 例如，在测试用于礼品包装的海绵的压缩变形时，气压加载装置可以在较低的压力下进行测试，同时也便于快速调整压力大小。
3. 试样夹具
  1. 上下夹具板：
    1. 夹具通常包括上下两块平板，一般采用金属材料制成，如不锈钢或硬质铝合金。平板的表面需要平整光滑，以确保海绵试样在测试过程中能够均匀受力。夹具板的尺寸要根据试样的大小来设计，一般有多种规格可供选择，例如可以固定边长为 50mm - 200mm 的方形海绵试样或直径为 50mm - 150mm 的圆形海绵试样。
    2. 为了防止海绵在测试过程中滑动，夹具板的表面可能会有一些防滑纹路或者采用特殊的涂层处理。在一些高精度的试验机中，夹具板还会配备微调装置，用于精确调整上下夹具之间的平行度，保证海绵在压缩过程中各处的受力均匀一致。
  2. 夹紧机构：
    1. 夹紧机构用于固定海绵试样，使其在测试过程中不会发生位移。常见的夹紧方式有螺栓紧固、气动夹紧和液压夹紧等。螺栓紧固方式是通过旋转夹具板周围的螺栓，使上下夹具板紧密贴合海绵试样，这种方式操作简单，但夹紧力的均匀性可能稍差。气动夹紧是利用压缩空气推动夹具板上的夹紧装置，能够快速、均匀地夹紧海绵，而且夹紧力可以通过调节气压进行控制。液压夹紧则类似于液压加载系统，通过液压油的压力来夹紧试样，夹紧力较大且稳定。
  3. 位移传感器
    1. 线性位移传感器（LVDT）：
      1. LVDT 是一种常用的位移测量传感器，它主要由一个初级线圈、两个次级线圈和一个可移动的铁芯组成。当铁芯随着海绵试样的压缩而移动时，会改变初次级线圈之间的互感，从而产生与位移成比例的电信号。这种传感器的优点是精度高、线性度好、可靠性强，能够精确测量海绵在压缩过程中的微小位移变化。其测量精度可以达到 ±0.01mm 甚至更高，能够满足对海绵压缩变形高精度测量的要求。
      2. 例如，在测试薄型海绵或对压缩变形精度要求极高的医用海绵时，LVDT 可以准确地捕捉海绵厚度的微小变化，为分析海绵的弹性恢复性能等提供精确的数据。
    2. 光栅位移传感器：
      1. 光栅位移传感器是利用光栅条纹的莫尔条纹现象来测量位移。它由光源、光栅尺和光电探测器组成。当海绵被压缩导致光栅尺移动时，光电探测器会检测到莫尔条纹的变化，并将其转换为电信号来确定位移量。光栅位移传感器的分辨率高，抗干扰能力强，能够在复杂的环境下准确测量位移。其分辨率可以达到微米级，适用于对海绵压缩变形测量精度要求极高的场合。
    3. 控制和数据处理系统
      1. 控制器：
        
        控制器是整个试验机的核心控制部件，它通常包括一个微处理器或可编程逻辑控制器（PLC）。通过控制器，用户可以设置试验的各种参数，如加载速度、最大加载力、保持时间等。控制器能够根据设定的参数控制加载系统的动作，例如按照一定的速率增加或减小压力，并且可以实时监测加载力和位移等数据。它还可以实现自动化测试流程，如自动完成多次循环加载 - 卸载试验，减少人工操作误差。
      2. 数据采集单元：
        
        数据采集单元负责采集位移传感器和力传感器（如果有）传来的模拟信号，并将其转换为数字信号，以便计算机进行处理。数据采集单元的采样频率可以根据试验要求进行设置，一般在每秒几十次到数千次不等。较高的采样频率可以更准确地捕捉海绵在压缩过程中的动态变化，例如在测试海绵的动态弹性模量时，需要较高的采样频率来记录海绵在快速压缩和恢复过程中的力 - 位移数据。
      3. 计算机软件：
        
        配套的计算机软件用于进一步的数据处理和分析。它可以将采集到的数据以直观的图表形式显示，如绘制力 - 位移曲线、压缩变形率 - 时间曲线等。软件还可以根据用户设定的计算公式自动计算出海绵的各种性能参数，如压缩强度、弹性模量、压缩永久变形率等。此外，软件还具备数据存储、打印报告等功能，方便用户对试验结果进行记录和管理。

海绵压缩变形试验机的主要构造包括哪些部分？

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