一、單根紗拉伸性的意義及擺錘式單強(qiáng)儀工作特征

單根紗線拉伸性較之縷紗強(qiáng)力在評(píng)價(jià)紗線品質(zhì)中有無可比擬的優(yōu)越性。但由于紗線本身不勻及樣本特征數(shù)據(jù)隨機(jī)性，要正確表征試樣性能，必須有足夠試驗(yàn)次數(shù)。

早期常用的擺錘式單強(qiáng)儀難于勝任實(shí)際需要，主要原因還有：

1、屬動(dòng)態(tài)力學(xué)性工作原理，存在著不可克服的摩擦阻力和機(jī)械慣性因素造成的隨機(jī)或準(zhǔn)隨機(jī)性測量誤差。
2、慣性因素限制拉伸速度，工作效率不高。
3、斷裂檢測機(jī)構(gòu)無法克服的間隙造成的“倒磅”誤差。這種負(fù)偏差亦帶有一定程度的隨機(jī)性。
4、難于完成測得數(shù)值的電量輸出，數(shù)據(jù)處理費(fèi)時(shí)費(fèi)力和易出操作誤差。

電子單強(qiáng)儀問世克服了上述各種弱點(diǎn)，為制訂單紗拉伸性新方法標(biāo)準(zhǔn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。也為其計(jì)量檢定提出了現(xiàn)實(shí)需要。

二、非電量電測量技術(shù)的基本知識(shí)

電子單強(qiáng)儀實(shí)質(zhì)上是以非電量電測技術(shù)為基礎(chǔ)，是一種專用的非電量電測儀。

采用電測量技術(shù)測量各種非電量具有無可比擬的優(yōu)越性：

1、量程廣、精確度高。例如機(jī)械式強(qiáng)力儀一般測量量程為三個(gè)數(shù)量級(jí)（1--1000），而同一電子強(qiáng)力儀，一般至少可達(dá)4--5個(gè)數(shù)量級(jí)。
2、對(duì)被測對(duì)象影響小。如克服慣性影響，甚至實(shí)現(xiàn)無接觸測量，紗條條干、紗線毛羽測量等。
3、容易測量和記錄動(dòng)態(tài)量，例如記錄紗線拉伸中的瞬變現(xiàn)象和流變現(xiàn)象。
4、容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理和集中處理。
5、便于實(shí)施遠(yuǎn)距離自動(dòng)測量。

    電測系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)包括：1、傳感器；2、測量及分析電路；3、顯示及記錄裝置。其中傳感器是非電測技術(shù)主要研討內(nèi)容和主要環(huán)節(jié)，因其性能有直接決定性影響。

    傳感器——是能把被測非電量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系電量輸出的一種器件。有時(shí)也被為一次儀表。

    傳感器往往以可由敏感元件和變換器二者組合而成，前者是將被測非電量預(yù)先變換為另一種易于變換成電量的非電量，例如測力傳感器中的彈性元件先將被測力值變換為相應(yīng)的應(yīng)變量或位移量；后者則將敏感元件感受到的非電量（例如上述應(yīng)變量）再轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電量（如電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻值變化）。

模擬量與數(shù)字量的基本概念

    測力傳感器可以有多種工作原理，包括：電阻應(yīng)變式、電容式、電感式等。當(dāng)然，按其具體結(jié)構(gòu)又有許多不同型式。

    測量及其分析電路（一般簡稱測量電路）——是將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行加工處理和分析，例如檢測、調(diào)制、衰減、放大、數(shù)字化、運(yùn)算及統(tǒng)計(jì)分析等。某種程度上它也決定了整個(gè)測試儀器的性能。

    顯示及記錄裝置（有時(shí)統(tǒng)稱輸出裝置）——將測試及分析所得結(jié)果以需要的形式和格式輸出。形式多樣、繁簡不一、主要按用途而定。動(dòng)態(tài)模擬量記錄是研討的重點(diǎn)。

有些文獻(xiàn)中通常把測量電路和輸出裝置稱為二次儀表。

三、紗線主要拉伸性指標(biāo)

1、斷裂強(qiáng)力 拉伸試驗(yàn)中，紗線抵抗至斷裂時(shí)******的力，通常以N或cN表示。
2、斷裂伸長 拉伸試驗(yàn)中，紗線承受斷裂強(qiáng)力時(shí)的伸長量（率）。
3、斷裂強(qiáng)度 單位細(xì)度（未拉伸前）紗線的斷裂強(qiáng)力。以cN/tex、N/tex、cN/D等表示。
4、斷脫負(fù)荷（終值斷裂負(fù)荷） 拉伸試驗(yàn)中，紗線在******負(fù)荷時(shí)未完全斷裂，斷續(xù)伸長，負(fù)荷降低，至試驗(yàn)終止時(shí)的負(fù)荷。
5、拉伸曲線（負(fù)荷伸長曲線）紗線在拉伸變形至斷裂過程中，拉力（即負(fù)荷）與伸長變形的關(guān)系曲線。

由拉伸曲線可進(jìn)一步求得：

斷裂功、斷脫功、（co .cm）
（面積A及A+B）：初始模量（ab直線斜率）；
屈服點(diǎn)b及屈服應(yīng)力Pb；

有時(shí)還可用斷裂比功（A/C點(diǎn)和矩形面積×100%）表示紗線的相對(duì)強(qiáng)弱。（有時(shí)稱為“拉伸韌度”）

6、預(yù)張力（預(yù)加張力）——使試樣伸直而不是伸長預(yù)加的一定張力。

7、紗線拉伸的流變性——蠕變和松弛

蠕變——負(fù)荷一定時(shí)變形隨時(shí)間變化的特性。有三類變形：
（1） 彈性變形；（2）緩彈性變形（3）塑性變形；
松弛——變形一定時(shí)張力隨時(shí)間變化的特性。

8、定伸長及定負(fù)荷拉伸性。

Eys1.5 指標(biāo)——當(dāng)負(fù)荷值為屈服點(diǎn)力值1.5倍時(shí)的伸長值。

9、紗線的拉伸疲勞性 反復(fù)循環(huán)拉伸后再進(jìn)行判定紗線的品質(zhì)。可有下列幾種形式：

（1）拉伸、回復(fù)都有設(shè)定停頓時(shí)間；
（2）定負(fù)荷反復(fù)拉伸；
（3）定伸長率反復(fù)拉伸；
（4）遞增定負(fù)荷、遞增定伸率反復(fù)拉伸。

四、電子單強(qiáng)儀功能及技術(shù)參數(shù)要求

    依據(jù)：能滿足GB/T 398-93、GB 5324 –89、FZ/T 71005-94等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)；GB 3916-83、GB 3291-82等基本定義、相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2062，1993（E）及JJG（紡織）058-95規(guī)程等要求。具體如下：
 
    必備功能：準(zhǔn)確測定試樣的拉伸斷裂強(qiáng)力、斷裂強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)力變異系數(shù)CV（%）；要同時(shí)具備能進(jìn)行定時(shí)斷裂方法和定速拉伸斷裂方法二種進(jìn)行任選，以適應(yīng)新、老方法過渡過程的要求。斷裂伸長及其變異系數(shù)、斷裂時(shí)間亦應(yīng)作為主要功能。

輔助功能：自動(dòng)喂紗、換紗、換管、清理廢紗。

    今后可望增添拉伸指標(biāo)：拉伸曲線；斷裂功及斷裂比功；最低5%或10%試樣量的平均斷裂強(qiáng)力（cN）；初始模量；屈優(yōu)點(diǎn)應(yīng)力及伸長率；斷脫強(qiáng)力及斷脫伸長率等等。

    在判定上述各項(xiàng)性能時(shí)還應(yīng)充分注意分清靜態(tài)性指標(biāo)，準(zhǔn)動(dòng)態(tài)性指標(biāo)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)這三者間的關(guān)系和區(qū)別。

    例如力值準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、靈敏性、重復(fù)性和重現(xiàn)性一般都可以分別在靜態(tài)和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)行測試，且更應(yīng)關(guān)注準(zhǔn)動(dòng)態(tài)條件下的結(jié)果。

儀器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力是指儀器對(duì)輸入信號(hào)變化的適應(yīng)能力，可分為：

1、瞬變響應(yīng)——以穩(wěn)定時(shí)間（輸入起始至輸出值穩(wěn)定所需時(shí)間）表示；
2、頻率響應(yīng)——以頻帶寬度（增益變化不超過某規(guī)定值（例如±3dB）的工作頻率范圍）表示。

此外，還應(yīng)根據(jù)使用要求注意下列一些技術(shù)參數(shù)；

1、鉗口間距：通常必備500、250mm兩檔固定間距，必要時(shí)可增設(shè)100mm、任意選定間距等方式。
2、伸長范圍：原則上應(yīng)大于******間距******伸長率。但必須考慮到能適應(yīng)常見較大伸長試樣測試的要求。例如一般棉紗伸長量為25--65mm；化纖紗80--175mm；毛紗175--210mm；（按500mm間距計(jì)）
3、測力范圍、精密度及量程；按實(shí)際需要選定。
4、拉伸速度及速度很多定性要求?！貏e當(dāng)執(zhí)行定速拉伸條件下更應(yīng)注意速度穩(wěn)定性要求。
5、夾持器性能。
6、儀器可操作性能。

    最后，在可能條件下應(yīng)注意考核儀器環(huán)境適應(yīng)性能。國家對(duì)電子測量儀器規(guī)定了環(huán)境試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB6587-86，其中有GB 6587.7---GB6587.7-86 包括：溫濕度、振動(dòng)、沖擊、運(yùn)輸、安全性、電磁兼容等項(xiàng)目。

    當(dāng)然，目前普遍關(guān)心可靠性要求。它是各因素綜合反映。但對(duì)此尚未有明確指標(biāo)規(guī)定和統(tǒng)一考核標(biāo)準(zhǔn)。

五、電子單強(qiáng)儀的發(fā)展及現(xiàn)狀

    隨著科技發(fā)展和生產(chǎn)需要，人們?cè)缇椭铝τ谘兄凭哂懈咝什⒛茏詣?dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)運(yùn)算的電子單強(qiáng)儀。五十年代末，我國及時(shí)引進(jìn)了第一代全自動(dòng)式電子單強(qiáng)儀。但限于當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)技術(shù)水平，該儀未能達(dá)到預(yù)期實(shí)用效果。時(shí)入六十年代，先后有不少國家推出各種不同型號(hào)、不同工作原理的自動(dòng)單強(qiáng)儀，其中較有影響的有瑞士、西德、英國、日本等，另外，意大利、匈牙利等亦有少量產(chǎn)品引入我國。引進(jìn)國外單強(qiáng)儀既有積極作用，亦有負(fù)面影響。開發(fā)具有我國技術(shù)特色的單強(qiáng)儀是形勢之急需。如何把握技術(shù)方向、評(píng)價(jià)儀器優(yōu)劣、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)揮國產(chǎn)儀器優(yōu)勢是當(dāng)今值得重視的課題。

    八十年代初，我國推出了第一代商品化的全自動(dòng)電子單強(qiáng)儀，之后，在逐漸總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，相繼推出多種型號(hào)適合我國國情特色、性能較穩(wěn)定可靠的電子單強(qiáng)儀，其中尤以推出半自動(dòng)型電子單強(qiáng)儀有較積極的經(jīng)濟(jì)實(shí)數(shù)，適合國情的時(shí)代意義。國內(nèi)亦起了相當(dāng)議論和關(guān)注。目前大量事實(shí)證明這一技術(shù)路線的積極意義并取得了廣泛認(rèn)同。

電子單強(qiáng)儀雖型式眾多，但大致其技術(shù)路線可作如下分類：

1、全自動(dòng)與半自動(dòng)；（自動(dòng)喂紗方式又可有多種方案）
2、立式與臺(tái)式；
3、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與交直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)；
4、傳感器形式：直接式與間接式
5、傳感器原理：國內(nèi)大部分采用電阻應(yīng)變式；
6、單量程測力和多量程測力。 

    應(yīng)從實(shí)用、適用、實(shí)效等各方面綜合評(píng)定各種不同方案的優(yōu)缺點(diǎn)。近期內(nèi)國內(nèi)應(yīng)主要從下列方面抓好電子單強(qiáng)儀的發(fā)展：

1、不斷提高儀器穩(wěn)定性和可靠性。
2、強(qiáng)化法制管理，加強(qiáng)宏觀質(zhì)量監(jiān)控。
3、完善售后服務(wù)，加強(qiáng)儀器生產(chǎn)企業(yè)與用戶間的信息聯(lián)系。
4、加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，建立一支有一定水平的檢定和維修隊(duì)伍。