本发明涉及一种抗拉强度测试仪，更具体地说，本发明涉及一种能够通 过将固定在一种基体材料中的一个螺栓件，牵拉出该基体材料，来测量抗拉 强度的抗拉强度测试仪。

树脂模制零件、薄板或类似制件上常常形成有螺纹部分，并且通过螺纹 连接与其它制件相连。为了确保牢固连接，习惯做法是将每个螺纹部分作为 一个独立的螺母，并利用嵌埋、焊接、压紧或类似技术将其与基体材料连接。 测试螺纹件与基体材料之间连接强度是必要的，因为螺纹件应当保证两个制 件之间的牢固连接。为了测试，利用一种抗拉强度测试仪或拉力测试机进 行，测试仪在将基体材料固定定位的螺纹件上施加一个拉力，并测量最大连 接强度，即，基体材料和螺纹件的抗拉强度，它是以使它们彼此开始分离的 拉力大小表示的。

阿姆斯勒(Amsler)型测试机是现有技术中一种典型的抗拉强度测试仪， 这种测试仪不是便携式的。但是，这种类型的测试仪存在的问题是，为测量 所需的准备工作十分繁琐、耗时，并且要求专业人员操作。此外，这种测试 仪是一种通用测试仪器，所以费用昂贵。而且，这种仪器还难以在工作现场， 例如注模现场测量基体材料和螺纹件的抗拉强度。尤其是，抗拉强度测试的 测量目的，是通过将测量结果反馈到生产线以便提高产品质量。因此，十分 需要能够便利地测量和测试基体材料和螺纹件的测试仪。

鉴于上述理由，例如，日本专利特开平3-125941公开了一种抗拉强 度测试仪，这种测试仪能够带入工作现场，并且可以容易地测量或估测螺纹 件的抗拉强度。但是，这篇文献中所教导的测试仪还存在一些没有解决的问 题，如下所述。这种测试仪太大、太重，很难由一个人操作，而且市场前景 并不看好。可旋转部件与牵拉部件相连的部分易于松动。牵拉部件不容易更 换，使得测试仪不便于维修。这种用手工操作的测试仪不能稳定地测量抗拉 强度，最好是利用，例如，一台电机进行自动操作。

所以，本发明的一个目的是提供一种抗拉强度测试仪，它能够传递力 矩，同时吸收在旋转部件与牵拉部件彼此连接位置处产生的反作用力，它能 够防止连接部分变得松动，并便于实现自动化。

本发明的另一个目的是提供一种抗拉强度测试仪，它能够使牵拉部件易 于更换，所以易于维修，便于实现自动化。

本发明的再一个目的是提供一种抗拉强度测试仪，它的体积小、重量 轻，便于实现自动化。

通过以下结合附图所作的详细描述，可以清楚地了解本发明的这些和其 它目的、特征和优点，附图中：

图1为分解图，表示现有技术的抗拉强度测试仪；

图2为剖面正视图，表示现有技术中另一种抗拉强度测试仪；

图3为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第一手动 型实施例；

图4为方块图，示意性表示专用于第一实施例的电子系统；

图5为剖面正视图，表示包括在第一实施例中的负荷转换器的一种改 型；

图6为剖面图，表示包括在该负荷转换器中的一根传递轴的一种改型；

图7为剖面透视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第二手动 型实施例，图中剖面为包含测试仪轴的平面；

图8A为剖面图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第三手动型 实施例，图中剖面为包含测试仪轴的平面；

图8B为第二实施例的分解放大视图；

图8C为透视图，表示包括在第三实施例中的一根牵拉轴的一种改型；

图9A为剖面透视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第四手 动型实施例，图中剖面为包含测试仪轴的平面；

图9B为第四实施例中包含的牵拉轴的放大视图；

图10为剖面透视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第五手 动型实施例，图中剖面为包含测试仪轴的平面；

图11为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第六手 动型实施例；

图12为剖面透视图，表示不带棘轮扳手的第六实施例，图中剖面为包 含测试仪轴的平面；

图13为与图12类似的视图，表示带有棘轮扳手的第六实施例；

图14为剖面透视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第七手 动型实施例，图中剖面为包含测试仪轴的平面；

图15为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第一电 机驱动型实施例；

图16为图15所示实施例的侧视图；

图17A和17B为透视图，表示在图15所示实施例中包含的旋柄的具体 结构；

图18为透视图，表示旋柄的另一种具体结构；

图19为方块图，示意性表示专用于图15所示实施例的电子系统；

图20为方块图，示意性表示包含在图19所示电子系统中的一个控制 器；

图21A和21B为流程图，说明图15所示实施例的操作过程；

图22A和22B为平面图，表示图15所示实施例；

图23A和23B分别为平面图和侧视图，表示图15所示实施例的一种改 型；

图23C为平面图，表示图15所示实施例的另一种改型；

图24为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第二电 机驱动型实施例；

图25为图24所示实施例的顶视图；

图26为剖面正视图，表示图24所示实施例的一种改型；

图27为曲线图，表示作用在螺纹部件上的拉力和旋柄的旋转角度之间 的关系；

图28为剖面图，表示所测试的另一个制件，和分别包含在图15和图24 所示实施例中的牵拉轴的一种改进形式；

图29A和29B为流程图，说明图24所示实施例的操作过程；

图30为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第三电 机驱动型实施例；

图31为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第四电 机驱动型实施例；

图32A为部件透视图，表示支撑座夹头能够与该部件配合；

图32B为支撑座夹头的透视图；

图32C和32D为剖面图，分别表示支撑座夹头的具体改型；

图33为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第五电 机驱动型实施例；

图34为剖面正视图，表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第六电 机驱动型实施例；

图35为剖面正视图，表示图30所示的实施例；

图36为方块图，表示专用于图30所示实施例的电子系统；

图37为方块示意图，表示图36所示电子系统中包含的控制器；

图38A和38B为流程图，说明图30所示实施例的操作过程；和

图39A-39D为剖面图，表示按照图38所示操作过程展现的连续状态。

为了更好地理解本发明，首先简单介绍图1所示的现有技术抗拉强度测 试仪。如图所示，抗拉强度测试仪为一台阿姆斯勒型测试机或类似的抗拉强 度测试仪101。测试仪101包括一个固定部分102和一个金属制的夹头107。 一个通过注模制成的待测制件103由固定部分102固定就位。制件103由一 个基体材料104和一个嵌埋在基体材料104中的螺纹件105构成。将制件103 切割成适合的形状和大小，使得基体材料104可以与螺纹件105一起安放到 固定部分102中。为了进行测量，将一个螺栓106拧进螺纹件105中。接着， 用夹头107夹紧螺栓106，然后将其向上拉，如图1所示。增大夹头107的 拉力，直到将螺纹件105完全拉出基体材料104为止。基体材料104和螺纹 件105的抗拉强度，按照使螺纹件105开始从基体材料104上脱离而施加的 拉力来确定。

然而，上述的现有技术测试仪存在一些没有解决的问题，如下所述。因 为必须将制件103切割成与固定部分102配合的特定构型，测量准备工作繁 琐、耗时，而且需要专业人员操作。这种测试仪是一种通用型测试仪器，所 以费用昂贵。此外，因为这种测试仪体积庞大，不便于携带，所以几乎不可 能用它在例如注模现场测量基体材料104和螺纹件105的抗拉强度。特别 是，抗拉强度测试的测量目的，是通过将测量结果反馈到生产线，以便提高 产品质量。因此，十分需要一种能够便利地测量和测试基体材料104和螺纹 件105的测试仪。

图2表示另一种现有技术的抗拉强度测试仪，它具有较小的体积，可以 便携，能够满足上述要求。所述的这种测试仪公开于前文中提及的日本专利 特开平3-125941中。如图所示，统指为112的这种测试仪，包括一个主 体111和一个固定在主体111底部的、基本是中空的圆柱形支撑座夹头113。 待测制件114由基体材料115制成，其上具有一个凸台115a和采用插模方式 成形在凸台115a中的一个螺纹件116。

支撑座夹头113通过螺纹连接与主体111的底部保持可拆卸连接。在支 撑座夹头113上形成有一个轴向通孔113a，该通孔的内径D大于螺纹件116 的最大外径d。在测量时，形成在支撑座夹头113底部的支撑面113b，倚 靠在螺纹件116周围的凸台115a顶部。牵拉轴117与夹头113同轴地延伸穿 过支撑座夹头113的通孔113a。牵拉轴117的一端与安装在主体111顶部的 一个旋柄118保持螺纹连接。牵拉轴117的另一端117a拧进制件114的螺纹 件116中。

具体地说，牵拉轴117的端部117b，借助于螺纹拧进旋柄118的凸起 118a中。然后，利用螺钉119将牵拉轴117固定在旋柄118上。在更换牵拉 轴117时，需松开螺钉119，然后将牵拉轴117从旋柄118中拉出。

负荷转换器121具有位于其底部的第一凸缘122，和位于其顶部的第二 凸缘123。第一凸缘122以螺纹连接形式固定在主体111上，而第二凸缘123 借助于一个推力轴承125抵靠在旋柄118的凸起118a上。凸缘123借助于推 力轴承125和凸起118安装在牵拉轴117上，使得在牵拉轴117中产生的拉 力P的反作用力，以压力形式作用在凸缘123上。在凸缘122和123之间与 它们形成一体地构成有一个压力传感部分124，这一部分足够薄，当其受到 上述压力作用时可以发生弹性形变。在压力传感部分124中设置了一个应变 计126，以便测量压力传感部分124受到压力作用时的应变。具体地说，两 个凸缘122和123以及压力传感部分124利用一个中空圆柱体构成，并以螺 纹连接固定在主体111上。应变计126依据压力传感部分124沿推力方向的 应变(形变)，测量作用在牵拉轴117上的拉力P。

但是，图2所示测试仪在操作方面是不理想的，如下所述。螺钉119和 牵拉轴117的端部117b之间会越来越松，旋柄118的凸起118a与牵拉轴117 的端部117b之间也会越来越松，从而导致出现间隙。由于螺钉119抵靠的牵 拉轴117端部比螺纹连接部分的直径小，并减小了接触面积，并且由于为增 加强度而用硬质材料制成牵拉轴117，使得螺钉119会越来越松。由于端部 117b在测量之后复位时是沿着相反方向转动的，因而受到螺纹部分的啮合产 生的阻力作用所以会越来越松。更具体地说，尽管支撑面的摩擦通常起到阻 止松动的作用，但是上述现有技术测试仪的支撑面是由一个球轴承构成的， 基本上不产生摩擦，所以无法阻止松动。

凸起118a的作用是传递转动和承受拉力的反作用力。凸起118a将反作 用力传递给位于前者与后者接触位置的一个球轴承125，并将力矩传递给牵 拉轴117。这就是为什么需要螺纹连接的原因。

图2所示测试仪存在的另一个问题是，这种测试仪太重，使得操作者容 易疲劳，不易保持所需的姿势。此外，螺钉119在主体111周围，而螺钉120 装在凹槽118b中，以便将主体111定位。所以，当由于螺纹件116的大小或 直径的变化而应当更换牵拉轴117时，需要卸掉螺钉120，从而卸下主体 111，然后卸掉螺钉119。当螺钉119出现缝隙时也必须卸掉螺钉120。由 于这些原因，图2所示测试仪不容易维修或更换。另外，当借助于旋柄118 用手转动牵拉轴117时，较大的力矩作用将使牵拉轴117发生移动，所以， 由于例如位移的影响使得测量结果不稳定，因此，最好牵拉轴117由一个电 机自动驱动。

下面介绍根据本发明构成的抗拉强度测试仪的优选实施例。首先介绍利 用一个旋柄手动施加力矩的实施例，即，手动型抗拉强度测试仪。

参见图3，图中表示了本发明的采用手动方案的第一实施例，一般用参 照标号1标示。如图所示，测试仪1包括一个旋柄2。利用定位螺钉14将 一个轴套或中空驱动轴3固定在旋柄2上。一个套管5借助于径向轴承或列 深槽球轴承4支撑着轴套3。一个压力型负荷转换器6利用小螺钉16与套 管5同轴地固定在套管5的下端部。一个支撑座夹头7以螺纹连接方式与套 管5同轴地、可拆卸地夹持在负荷转换器6的底部。驱动板8利用小螺钉16 固定在轴套3的底部，其上形成有一个六角形孔8a。牵拉轴9具有一个安放 在六角形孔8a的六角形头9a。一个推力轴承或针状滚柱轴承11借助于一个 底座10，在负荷转换器6上可转动地支撑着牵拉轴9。一个螺塞12以螺纹 连接形式固定在形成于旋柄2中心的一个孔2a中。将螺塞12安置在形成于 轴套3中心的孔3a中，并且抵靠在牵拉轴9的六角形头9a上。从负荷转换 器6输出的一个电信号经由一个插头连接器15输出。一个电子系统25(参见 图4)与插头连接器15的电极相连。

测试仪1测量所需制件17的抗拉强度。在所述实施例中，假设制件17 是通过焊点18连接到一个钢板19上的一个螺纹件或螺母17。

支撑座夹头7上形成有一个内径为D的轴向膛孔7a，和与膛孔7a连通 的一个孔7b。牵拉轴9松弛地设置在孔7b中。选择膛孔7a内径D大于螺 纹件17的最大外径d。当测试仪1测量制件17的抗拉强度时，形成支撑座 夹头7的一个支撑面7c置于螺纹件17周围的钢板19上。所以，支撑座夹 头7起到使测试仪1坐落在钢板19并支撑钢板19的支撑部分的作用。测试 仪备有各种支撑座夹头7，它们分别具有特定内径。由于支撑座夹头7是可 拆卸地安装在负荷转换器6上，所以使得夹头7可以方便地更换，为适配螺 纹件17的最大直径的其它夹头。此外，因为支撑座夹头7是以螺纹方式旋 入负荷转换器6中的，所以前者可以从后者中延伸到任何所需位置。

牵拉轴9穿过支撑座夹头7上与夹头7同轴的孔7b，轴9包括螺杆9b， 前述六角形头9a的直径大于螺杆9b的直径。螺杆9b在其端部具有一个螺纹 部分9c。当螺纹部分9c拧进螺纹件17中时，施加到驱动板8上的力矩，借 助于安置在驱动板8的六角形孔8a中的六角形头9a，传递到牵拉轴9。

固定在驱动板8上的轴套3由上球轴承和下球轴承4可转动地支撑着。 在上球轴承4上安装有密封环13，以阻挡杂质进入。轴套3的孔3a的直径 大于牵拉轴9的六角形头9a的最大外径，因此可以将轴头9a拉出孔3a。

当用手转动旋柄2时，旋柄2的旋转通过固定螺钉14传递到固定在旋 柄2上的轴套3上。轴套3的旋转通过驱动板8传递到牵拉轴9。结果，牵 拉轴9通过六角形头9a、底座10、滚柱轴承11、负荷转换器6和支撑座夹 头7施加了相应于它在螺母17上旋转角的拉力，与此同时在钢板19上施加 一个反作用力。

测试仪还备有各种牵拉轴9，它们分别预制有特定直径的螺纹部分9c。 只有当将螺塞12从旋柄2中卸掉时，才能将牵拉轴9从轴套3的孔3a中拉 出。所以，能够很容易地用与螺母17的直径适配的其它牵拉轴更换该牵拉 轴9。

安装在负荷转换器6顶部的滚柱轴承11作为一个推力轴承，它是一个 非常耐用的轴承，即使经受很重的负荷也如此。如果测试仪1无需承受很重 的负荷，可以用一个球轴承代替滚柱轴承11。此外，也可以使用锥滚柱轴承。

位于推力轴承11和牵拉轴9的头部9a之间的底座10，具有预先选择 的基本厚度。当头部9a的直径小于推力轴承11的最大外径时，即当头部9a 与轴承11之间的接触面积相对较小时，底座10阻止局部负荷作用在轴承11 上。具体地说，厚的底座10以45度角使应力扩散，从而使负荷均匀地作用 在推力轴承11上。所以底座10可以减小头部9a的尺寸，有助于得到体积小、 重量轻的结构。

构成测试仪1主体的套管5，是一个具有适合直径的中空圆柱体，它可 以用一只手握住。

负荷转换器6固定在套管5的底部，它由第一凸缘6d、第二凸缘6a、 位于两个凸缘6d和6a之间的压力传感部分6b、和以等间距安装在压力传感 部分6b周围的四个应变计6c构成。第一或下部凸缘6d利用一个小螺钉16 固定在套管5上。第二或上部凸缘6a借助于推力轴承11和底座10抵靠在牵 拉轴头9a的下侧。在这种结构中，负荷转换器6受到一个压力，即由牵拉轴 9产生的拉力形成的反作用力的作用。压力传感部分6b足够薄，当受到上述 压力作用时可以发生弹性形变。当压力作用在压力传感部分6b上时，应变 计6c测量该部分6b发生的应变。如图4所示，应变计6c由一个桥式电路构 成，它们将应变转换为量度负荷大小的电信号。压力传感部分6b的薄结构 不仅提高了灵敏度，而且腾出了设置应变计6c的空间。

位于第一和第二凸缘6d和6a之间的薄压力传感部分6b，构成了套管5 的一部分。安装在压力传感部分6b上的应变计6c，根据沿推力方向产生的 应变(形变)测量作用在牵拉轴9上的拉力。

在所述实施例中，插头连接器15位于应变计6c附近。这样成功地减少 了测试仪1的导线长度。

下面参照图4介绍所述实施例中的电子系统25。如图所示，当压力传 感部分6b由于压力的作用发生弹性形变时，应变计6c产生与部分6b的应变 率成正比的一个电信号。该电信号通过具有屏蔽结构的中继端和导线输入电 子系统25中。控制器15a包括一个微处理器(未示出)、一个放大器15b、和 一个峰值保持电路15c。在图4中还表示了一个模数转换器(ADC)15d和一 个数字显示器15e。从应变计6c输出的电信号经过放大和数字化处理，并保 持其峰值。结果，在数字显示器15e上持续地显示出一个峰值。

在上述测试仪1工作之前，将螺纹部分9c的直径与螺母17相应的牵拉 轴9安装到测试仪1上。具体地说，在将螺塞12从旋柄2上卸掉之后，将 牵拉轴9插入轴套3的孔3a中。在牵拉轴9的头部9a已经安放在驱动板8 的六角形孔8a之后，将螺塞12拧进旋柄2，直到螺塞12的端部抵住头部 9a。在这种状态下，可以防止牵拉轴9沿轴向移动。

为了进行测量，使支撑座夹头7的支撑面7c抵靠在钢板19上，然后用 手转动旋柄2，以将牵拉轴9的螺纹部分9c旋入螺母17中。当继续转动旋 柄2时，牵拉轴9的旋转角度从支撑座夹头7抵靠在钢板19的旋转角度位 置继续增大。结果，由于螺纹部分9c和螺母17之间的螺纹连接，在螺母17 上施加了倾向于将螺母17拉出钢板19、并且正比于上述旋转角度的一个作 用力。因为固定在负荷转换器6上的支撑座夹头7的内径，大于螺母17的 最大直径，以及因为牵拉轴9与夹头7同轴，支撑面7c自动与螺母17周围 的钢板19紧密接触。所以，支撑面7c受到牵拉轴9通过负荷转换器6、推 力轴承11、底座10、和牵拉轴头部9a施加的反作用力。在牵拉轴9中产生 的拉力的反作用力，沿与上述方向相反的方向传递到负荷转换器的第二凸缘 6d上。于是，在压力传感部分6b上，作用了一个与牵拉螺母17的拉力大小 相等，但是方向相反的压力。在这种情况下，推力轴承11的作用是减少旋柄 2的转动负荷。

在牵拉轴9中产生的拉力，沿轴向压迫负荷转换器6的压力传感部分 6b。结果，正比于作用在螺母17上的拉力的电信号，从应变计6c经由中继 端和导线传送到电子系统25。放大器15b将该电信号放大，同时ADC 15d 将经过放大的电信号转换成数字信号。所得的数字信号显示在显示器15e 上，从而可以读出作用在螺母17上的拉力。

当继续转动旋柄2时，倾向于将螺母17拉出的力，最终克服了将钢板 19与螺母17彼此结合在一起的作用力，并使螺母17开始离开钢板19。这 时，拉力P达到其最大值，并显示在显示器15e上。因此，这种测试仪1可 以在现场即时测得制件的抗拉强度。如果需要的话，可以在牵拉轴9的螺纹 部分9c与螺母17之间，用油性特氟隆(Teflon)或液体特氟隆形成一层润滑 膜，以便用较小的转动旋柄2的力产生较大的拉力P。这样可以延长反复使 用的牵拉轴9的寿命。

可以使测试仪本身适合螺母或螺纹件17的构造和尺寸，这样做的条件 是，用足够的备件更换支撑座夹头7和牵拉轴9，即不需要更换旋柄2。所 以测试仪1是微型的和便携的，使得无需将螺母部分从钢板19上切割下来。 这样一种测试仪1能够用于在现场测量抗拉强度。

压力传感部分6b由一个薄的可弹性形变部分构成。由于应变计6c响应 部分6b的形变，从而简化了测试仪1的结构，减小了测试仪1的体积。此 外，因为将负荷转换器6与电子系统25相连的导线，设置有屏蔽结构，并 且布置在套管5中，所以测试仪1具有很强的抗噪声性，并能够防止在测量 过程中割断导线。因此，不仅能够进行可靠的测量，而且便于操作。

图5表示了上述实施例的一种改进，其中包括中空圆柱体拉力型负荷转 换器141。如图所示，负荷转换器141包括一个构成薄部分的中间部分142， 应变计126响应中间部分142沿推力方向的应变(形变)。负荷转换器141的 一端，利用螺纹144，借助于与中间部分142一体构成的第一凸缘143，固 定在套管111的上部。为了使第一凸缘143能够与套管111的内周壁111a 平滑地啮合，凸缘143上形成有与套管111同轴的一个台阶部分143a。当将 凸缘143固定在套管111上时，负荷转换器141自动定位在与牵拉轴117同 轴的位置。第二凸缘145形成在负荷转换器141的另一端，并与中间部分142 邻近。一个中空圆柱体形传递轴146同轴地安放在负荷转换器141中，其下 端抵靠在第二凸缘145的上端。如图所示牵拉轴117穿过传递轴146。

在上述改进中，传递轴146的下端抵靠在第二凸缘145的上端，如上所 述。或者，如图6所示，传递轴146的下端可以旋入第二凸缘145。关键是 传递轴146要与负荷转换器141同轴。

传递轴146的上端形成有一个凸缘146a。传递轴146的中空圆柱体形 部分146b的高度大于负荷转换器的内侧深度，从而在凸缘146a与凸缘143 之间形成预定大小的间隙。可以在凸缘143上装设，例如，一个止销，使其 与凸缘146a啮合，以防止传递轴146跟随牵拉轴117转动。

推力轴承147位于传递轴146的凸缘146a与旋柄118之间。传递轴146 和推力轴承147固定在套管111上，并利用例如一个止动环(未示出)定位。 这个止动环防止传递轴146和推力轴承147滑出套管111，和确保轴承147 的平滑转动。这样，凸缘143和145，以及负荷转换器141的中间部分142 一起固定在套管111上，并且中间部分142形成一个构成套管111一部分的 薄部分。

在操作中，支撑座夹头113的支撑面113b，已经靠在基体材料115的 凸台115a周围的螺纹部分116之后，用手转动旋柄118。旋柄118的转动传 递到牵拉轴117。当牵拉轴117上的螺纹部分117a旋入螺纹件116时，如图 5所示，在螺纹件116上作用了一个将螺纹件116向上拉出基体材料115的 力P。这个拉力P的反作用力借助于牵拉轴117、推力轴承147和传递轴146 传递到负荷转换器141的第二凸缘145。结果，因为第一凸缘143固定在套 管111上，在中间部分142上作用了等于上述力P的一个拉力。牵拉轴117 在这样一个力的作用下转动。当相应于牵拉轴117的转动角度θ的力P作用 在螺纹件116上时，中间部分142在等于力P的拉力作用下发生形变。于是， 设置在中间部分142外周壁上的应变计126发生形变，并将正比于力P的一 个电信号传送到图4所示的电子系统25中。至于其它构造和操作，这种改 型与上述实施例相同。

再次参见图3，插入轴套3的孔3a中的螺塞12，以螺纹啮合方式与旋 柄2连接，以防止牵拉轴9向上滑出。支撑座夹头7的内径大于螺母17的 最大外径，并以螺纹连接方式固定在负荷转换器6的端部，负荷转换器6通 过推力轴承11承受拉力或分离力。所以很容易根据螺母17的直径更换夹头 7。轴套3由与套管5同轴的球轴承4以这样的方式支撑，即可以转动，但 是不能沿轴向移动。

上述实施例防止牵拉轴9松动，并且当待测制件的直径改变，或者当牵 拉轴9磨损断裂或者发生其它损坏时，可以简便迅速地更换牵拉轴。应当指 出螺母17是各种螺纹件的代表，其中包括通过嵌埋、压合、模制和其它技 术与铁板和其它金属板、以及ABS和其它塑料板相连的螺母和螺栓。对于下 述的各个实施例也是如此。

图7表示根据本发明构成的抗拉强度测试仪的第二手动型实施例。如图 所示，标记为21的一种抗拉强度测试仪与抗拉强度测试仪1基本相同，不 同之处在于插头连接器15位于旋柄2的附近。这种结构的优点在于，当螺 纹件17位于一个狭窄的空间中，例如在一个深孔中时，插头连接器15不会 妨碍牵拉轴9的插入。所以，这种测试仪21甚至能够测量其直径接近套管5 直径的部分。

在第一实施例中，具有与牵拉轴9的六角形头9a适配的六角形孔8a的 驱动板8，借助于螺钉16固定在轴套3的端部。或者，轴套3可以设置一 个底部，并且在底部上形成一个孔(六角形孔)。当然，这个孔可以是除长方 形以外的其它形状，只要它能够施加转动力即可。

图8A-8C表示本发明的第三手动型实施例，图9A和图9B表示本发 明的第四手动型实施例。如图所示，第三实施例包括由一根螺栓构成的一根 牵拉轴39，其头部39a形成有一个六角形孔39d，在与头部39a相对的端部 形成有螺纹部分39c。在这种结构中，一根六角形杆38位于轴套33端部的 中心，该六角形杆具有能够与孔39d配合的一个凸起38c。同样，孔39d并 不限于六角形孔。例如，如图8c所示，可以使用头部49a上形成有凹槽49d 和带有螺纹部分49c的牵拉轴49，和形成在轴套33上并与该凹槽49d配合 的一个凸起件(未示出)。此外，如图9A和图9B所示，牵拉轴49的头部49a 可以是部分去除的圆形结构，在这种情况下，驱动板48的形状可以是与这 样一个残缺圆配合的凹座。这些结构的每一个都能够防止牵拉轴49松动， 便于更换牵拉轴49，并且使得转动力容易施加到牵拉轴49上。

图10表示本发明的第五手动型实施例。如图所示，统指为51的抗拉强 度测试仪包括一个从套管5沿径向向外延伸的把手51a。导线设置在把手51a 中，插头连接器15设置在把手51a的径向最外端。在测量过程中，用手握住 测试仪51的把手51a。这个实施例更容易操作，并可以施加比前述实施例更 大的负荷。

图11-13表示本发明采用手动方案的第六实施例。图12表示统指为 61的一种抗拉强度测试仪，但是不带有棘轮扳手61a，而图13表示带有棘 轮扳手61a的测试仪61。测试仪61与图3所示测试仪1相似，包括安装在 通过推力轴承4支撑牵拉轴9的一个部件上的多个应变计6c，从而检测出反 作用拉力的压力，并以电压信号的形式输出。或者，可以使用例如位移计来 测量牵拉轴9头部的弹性形变。轴套63的端部形成有一个六角形孔，以便 驱动牵拉轴9，牵拉轴9带有与该六角形孔配合的六角形头9a。轴套63的 尺寸使得牵拉轴9可以自由通过。

如图11所示，与在第一实施例中一样，具有与六角形头9a配合的六角 形孔的驱动板8，利用螺钉固定在轴套63的端部。或者，可以使轴套63带 有一个底部，在该底部上形成一个驱动孔(六角形孔)。同样，这个驱动孔并 不限于六角形孔。当牵拉轴9由带有一个六角形孔的螺栓构成时，一个能够 与该六角形孔配合的六角形杆应当仅仅位于轴套63端部中心。这样一种结 构还防止牵拉轴9松动，便于更换牵拉轴9，并使转动力容易施加到牵拉轴 9上。

如同第一实施例，螺塞12旋入轴套63的孔中，以防止牵拉轴9滑出。 支撑座夹头7包括一个轴套，其内径大于螺母或类似制件的最大外径，并以 螺纹连接固定在通过推力轴承11承受拉力或分离力的部件6的另一端。所 以，可以方便地更换支撑座夹头7的轴套。与在第一实施例中一样，轴套63 由套管5借助于球轴承以这样的方式支撑着，即，可以转动但是不能沿轴向 移动。

如图所示，作为一个实例，安装棘轮扳手61a端部的轴套63上具有一 个六角形部分。关键是轴套63的上端要与棘轮扳手61a形状配合，并且能够 传递转动力。如果在棘轮扳手61a的转动中心设置一个单列轴承，则轴套63 的端部甚至可以是圆形的。

把手51a支撑着测试仪61的套管5，而用棘轮扳手61a施加转动力， 从而可以施加较大的转动力。以这种结构，可以很容易地形成1吨到2吨的 拉力或分离力。

前文中所表示和介绍的各个实施例，都可用于测量树脂插模制成的螺 母、压合螺母、或焊接焊母的抗拉强度。此外，所示实施例的应用范围还包 括压合在齿轮和链轮中的轴承。

在前述的各个实施例中，应变计安装在借助于一个推力轴承支撑牵拉轴 的部件上，从而检测出反拉力的作用压力，并以电压信号形式输出。图14 表示了一种抗拉强度测试仪71，这是本发明的第七手动型实施例。如图所 示，该测试仪71利用由例如涡流位移传感器构成的位移计，检测牵拉轴9 头部9a的弹性形变。涡流位移传感器的原理如下所述。当铁或类似金属放置 在高频磁场中时，在金属的表面会产生由于电磁感应产生的涡流，涡流的大 小随磁场强弱和距离的不同而不同。涡流形成与产生涡流的磁场方向相反的 一个磁场(Lenz定律)。所以，当铁或类似金属趋近高频磁场时，会使磁场减 弱。通过测量初始磁场减弱的程度，就可以确定金属和传感器之间的距离。

下面将介绍本发明采用与手动方案不同的电机驱动方案的实施例。

图15和图16表示第一电机驱动型实施例。如图所示，仍然标记为1的 抗拉强度测试仪，包括从套管5的主体部分5a沿径向向外延伸的一个把手 2。在把手2中安装有一个电机或驱动装置20。驱动轴14从电机20伸出， 在驱动轴自由端带有一根蜗杆14a。在轴套或驱动轴3上安装有一个蜗杆副 3b。轴套3由套管5借助于径向轴承或单列深槽球轴承4可转动地支撑着。 一个压力型负荷转换器6与套管5主体5a同轴固定在主体5a底部。一个支 撑座夹头7以螺纹连接形式同轴地固定在负荷转换器6的下端。形成有一个 六角形孔8a的一个驱动板8，利用小螺钉16固定在轴套3的底部。牵拉轴 9具有与驱动板8的六角形孔8a配合的一个六角形头9a。一个推力轴承或 针状滚柱轴承11借助于一个底座10，将牵拉轴9可转动地支撑在负荷转换 器6上。螺塞12插入轴套3的芯孔3a中，并抵住牵拉轴9的头部9a。一个 端帽13顶住螺塞12。插头连接器15用于向电机20供电，并将从负荷转换 器6输出的电信号传送出去。一个电子系统25(参见图17)与插头连接器15 的电极相连。

图17A和图17B表示把手2的具体结构。如图所示，标记为118的把 手包括一个扳手件118c，该扳手件能够围绕一个销钉118d，沿垂直于把手 2轴向转动到它从把手118径向向外伸出的一个位置。在扳手件118c的这个 位置，可以施加足够的操作力矩。图18表示把手118的一种改型。如果需 要，可以用一个能够从把手径向向外伸出的轴件代替把手118。

在套管5主体5a附近安装有一个用于选择打开或关闭电机20的 ON/OFF开关21(参见图19)。因为按压开关21的力作用在测试仪重心附近， 从而防止了测试仪1的移动。

轴承4沿测试仪1的轴向彼此分开。蜗杆副或驱动传递装置3b设置在 轴承4之间。采用这种结构，能够减小推力负荷。最好测试仪1的重心位于 轴承4之间。

测试仪1测量所需制件17的抗拉强度。在所述实施例中，假设制件17 是焊在一块钢板上的一个螺纹件或螺母17。

支撑座夹头7上形成有一个内径为D的轴芯孔7a，和与轴芯孔7a连通 的一个孔7b。牵拉轴9松配合在孔7b中。轴芯孔7a的内径D选择为大于 螺纹件17的最大外径d。当测试仪1测量制件17的抗拉强度时，形成支撑 座夹头7底部的支撑面7c在螺纹件17周围抵靠在钢板19上部。所以夹头7 起到支撑座的作用，以使测试仪可以坐落在钢板19上和支撑住钢板19。配 备各种分别具有特定内径的支撑座夹头7。由于支撑座夹头是可拆卸地安装 在负荷转换器6上，所以使得可以很容易地用与螺纹件17最大外径适配的 其它支撑座夹头来更换夹头7。此外，因为支撑座夹头7是旋入负荷转换器 6中的，所以前者能够从后者延伸到任意所需位置。

牵拉轴9穿过支撑座夹头7上与其同轴的孔7b，牵拉轴9包括一个螺 杆9b和前述的直径大于该螺杆9b的六角形头9a。螺杆9b的端部为螺纹部 分9c。当螺纹部分9c拧进螺纹件17时，施加到驱动板8的一个力矩通过容 纳在驱动板8的六角形孔8a中的六角形头9a传递到牵拉轴9。

驱动板8固定于其上的轴套3的孔3a的直径，大于牵拉轴9头部9a的 最大外径，从而轴9a可以自由地拉出芯孔3a。

当电机通电时，电机20的输出力矩通过驱动轴14、蜗杆14a、和蜗杆 副3b传递到轴套3。轴套3的旋转传递给驱动板8，并由此传递到牵拉轴9。 结果，牵拉轴9借助于头部9a、底座10、滚柱轴承11、负荷转换器6、和 支撑座夹头7在螺母17上施加了对应于它的转动角度的一个拉力，同时在 钢板19上作用一个反作用力。

起驱动传输装置作用的蜗杆14和蜗杆副3b，可以将高达数吨的负荷施 加到螺母17上，并可使电机20体积减小。

测试仪1还配备了分别具有特定直径螺纹部分9c的各种牵拉轴9。只 有当将螺塞12从旋柄2中卸掉，牵拉轴9才能够从轴套3的孔3a中拉出。 所以，可以很容易地用与螺母17直径适配的其它牵拉轴更换牵拉轴9。

作为一个推力轴承安装在负荷转换器6顶部的滚柱轴承11，即使在承 受极大负荷时也是非常坚固耐用的。如果测试仪1并不承受很大的负荷，可 以用球轴承代替滚柱轴承11。此外，可以使用锥面滚柱轴承。

设置在推力轴承11和牵拉轴9头部9a之间的底座10具有预先选定的 基本厚度。当头部9a的直径小于推力轴承11的最大外径时，即，当头部9a 与轴承11之间的接触面积相对较小时，底座10防止局部负荷作用在轴承11 上。具体地说，这个厚底座10以45度角扩散应力，从而使得负荷均匀地作 用在推力轴承11上。所以底座10可使头部9a减小尺寸，有助于体积小、重 量轻结构的形成。

负荷转换器6固定在套管5的底部，由第一凸缘6d、第二凸缘6a、设 置在两个凸缘6d和6a之间的一个压力传感部分6b、和以等间距安装在压力 传感部分6d周围的四个应变计6c构成。第一或下部凸缘6d固定在套管5 上。第二或上部凸缘6a通过推力轴承11和底座10抵靠在牵拉轴9头部9a 的下侧。按照这种结构，负荷转换器6承受由牵拉轴9中产生的拉力的反作 用压力。压力传感部分6b足够薄，使其在受到上述压力作用时产生弹性形 变。应变计6c测量当压力作用在部分6b上时压力传感部分6b的应变。如图 4所示，应变计6c采用一种桥式电路，它将应变转换为一个电信号，以测量 负荷的大小。部分6b的薄结构不仅提高了灵敏度，而且腾出了用于设置应 变计6c的空间。

设置在第一和第二凸缘6d和6a之间的薄压力传感部分6b，构成套管5 的一部分。安装在压力传感部分6b上的应变计6c，根据沿推力方向的应变(形 变)来测量作用在牵拉轴9上的拉力。

如图19所示，所述实施例的电子系统25，包括一个放大器25a、一个 ADC 25b、一个控制器26、一个显示器20、和前述的开关21。如图20所 示，控制器26可以利用一个微处理器实现，其中包括存储器26a、比较器 26b、计数器26c、反向转动时间确定装置26d、控制信号发生器26e、和 模式转换装置26f。存储器26a能够存储预先选定的基准拉力和测得的拉力 中的一个或两者。比较器26b将由应变计6c测得的拉力与存储在存储器26a 中的基准拉力进行比较。此外，比较器26b将存储在存储器26a中的测量值 与由应变计后来测得的值进行比较。计数器26c根据转数对电机20的转动时 间计数。反向转动时间确定装置26d根据计数器26c的输出确定电机20反 向转动时间。控制信号发生器26e将一个测量开始信号传送到应变计6c，并 将一个驱动信号传送到电机20。模式转换装置26f每次都从断裂值模式、强 度值模式、和峰值模式中选择一种模式。在图21中，断裂值模式、强度值 模式和峰值模式分别用步骤S5-S7、步骤S8-S11、和步骤S12-S17 表示。

图21表示适用于所示实施例的控制程序。如图所示，使电机20以低速 开始转动(步骤S1)。经过预先选定的一段时间之后(Y，步骤S2)，计数器26c 开始计数(步骤S3)。接着，电机开始以高速转动(步骤S4)。在这种状态下， 根据从应变计6c输出的、和与施加到螺纹件上的拉力成正比的电信号测量拉 力(步骤S5)。然后，根据应变计6c的输出是否急剧变化判断螺纹件是否已经 断裂(步骤S6)。

如果步骤S6的判断结果为肯定(Y)，则将测量值作为断裂值显示在显示 器25c上(步骤S7)。在步骤S7之后进行步骤S18。如果步骤S6的判断结果 为否定(N)，则根据从应变计6c输出的、和与施加到螺纹件上的拉力成正比 的电信号测量拉力(步骤S8)。将所测得的抗拉强度写入存储器26a中(步骤 S9)。将写入存储器26a中测得的抗拉强度，与基准抗拉强度进行比较(步骤 S10)。如果测得的抗拉强度大于基准强度(Y，步骤S10)，则将测量值作为抗 拉强度值显示在显示器25c上(步骤S11)。步骤S11之后进行步骤S18。

如果步骤S10的判断结果为N，则根据从应变计6c输出的电信号再次 测量抗拉强度(步骤S12)。将测得的抗拉强度写入存储器26a中(步骤S13)。 再次测量抗拉强度(步骤S14)，并将其与存储在存储器26a中的抗拉强度值进 行比较(步骤S15)。如果当前的测量值大于上一次的测量值(Y，步骤S15)， 则用当前测量值代替存储在存储器26a中的测量值(步骤S16)，并将程序返回 到步骤S14。如果步骤S15的判断结果为N，则将存储值作为峰值显示在显 示器25c上(步骤S517)。这个步骤之后也是步骤S18。

在步骤S18中，将电机20断电一段时间。然后，在步骤S3开始工作的 计数器26c停止工作(步骤S19)。接着，电机20沿相反方向转动经过与计数 器26c所计数的转动数对应的时间(步骤S20)。之后，电机断电(步骤S21)。

上述实施例的操作如下所述。在操作之前，将螺纹部分9c与螺母17直 径对应的牵拉轴9安装到测试仪1上。具体地说，在顺序地将端帽13和螺 塞12从旋柄2上卸下之后，将牵拉轴9插入轴套3的孔3a中。在牵拉轴9 的头部9a安放入驱动板8的六角形孔8a之后，将螺塞12旋入旋柄2中， 直到螺塞12的端部抵住牵拉轴头部9a为止。在这种情况下，可以防止牵拉 轴9沿轴向移动。

在进行测量时，将支撑座夹头7的支撑面7c抵住钢板19。然后，使电 机20以低速转动。电机20的转动通过蜗杆14a、蜗杆副3b、轴套或驱动 轴3、和驱动板8传递到牵拉轴9。结果，牵拉轴9的螺纹部分9c旋入螺母 17中。当电机20以高速转动时，牵拉轴9的转动角度从支撑座夹头7抵靠 在钢板19上时的转动角度开始连续增大。结果，由于螺纹部分9c与螺母17 之间的螺纹啮合，而在螺母17上作用了一个倾向于将螺母17拉出钢板19、 并与上述旋转角度成正比的力。因为固定在负荷转换器6上的支撑座夹头7 的内径大于螺母17的最大直径，以及因为牵拉轴9与夹头7同轴，支撑面 7c自动地与螺母17周围的钢板19紧密接触。所以，支撑面7c通过负荷转 换器6、推力轴承11、底座10、和头部9a承受牵拉轴9的反作用力。在牵 拉轴9中产生的拉力的反作用力，沿与上述方向相反的方向传递到负荷转换 器6的第二凸缘6d上。于是，在压力传感部分6b上作用了一个与将螺母17 拉出的拉力等值，但是作用方向相反的压力。在这种情况下，推力轴承11 的作用是减小电机20的转动负荷。

在牵拉轴9中产生的拉力，沿轴向压迫负荷转换器6中的压力传感部分 6b。结果，正比于作用在螺母17上的拉力的一个电信号，通过中继端和导 线从应变计6c传送到电子系统25。放大器25a将该电信号放大，而ADC 25b 将经过放大的电信号转换为数字信号。所得的数字值显示在显示器25c上， 从而可以读出将螺母17拉出的力的大小。

如上所述，在所述实施例中，电子系统25测量螺纹件17的最大拉力、 抗拉强度等等。

可以使测试仪1本身适合螺母或螺纹件17的结构和尺寸，其所需的条 件只是用合适的备件更换支撑座夹头7和牵拉轴9，无需更换旋柄2。所以 测试仪1是微型和便携式的，使其不需要将螺母部分从钢板19上切割下来。 这种测试仪1可以在现场测量抗拉强度。

压力传感部分6b为一个薄的弹性形变部分。由于应变计6c响应部分6b 的形变，所以简化了测试仪1的结构，减小了体积。此外，因为用于将负荷 转换器6与电子系统25连接的导线具有屏蔽结构，并且设置在套管5中， 所以这种测试仪1有很高的抗噪声性，并且可以防止在测量过程中导线被切 断。于是，不仅获得可靠的测量结果，而且操作简便。

上述实施例防止牵拉轴9松动，并且当待测制件的直径改变或者当牵拉 轴9磨损或断裂或者发生其它损坏时，可以容易地和迅速地更换牵拉轴9。 此外，测试仪1可以用手放在垂直位置，同时确保牵拉轴9的可更换性。尽 管测试仪是由电机20自动驱动的，但是却确保了测试仪1的稳定操作。

驱动传递装置由蜗杆14a和与蜗杆啮合的蜗杆副3b构成，从而即使使 用一个小电机20，也能很容易地输出较大的力矩。这就使得可以自由设置 电机20，即，可以将电机20设置在把手2中。

如图22A所示，电机20的驱动轴14以及把手2相对于轴套3的转动中 心是偏置的。所以，当从平行于把手2的方向观察时，可以比较容易地看清 牵拉轴9与螺纹件17之间的位置关系。

电机20、蜗杆14a、蜗杆副3b和把手2都位于通过测试仪1的重心G(参 见图15)延伸的水平轴上。所以，电机20的驱动轴和牵拉轴9的转动确保了 稳定的握持能力。此外，重心G是稳定的。

因为轴套3由沿轴向彼此分开的一组轴承4支撑着，以及蜗杆14a和蜗 杆副3b位于轴承4之间，所以减小了推力负荷。

如图23A和图23B所示，驱动传输装置可以由伞齿轮34a和23b构成。 采用这种方案，在一种简单结构中，也可以使把手2位于通过重心延伸的一 条水平线上。

用于电机20的ON/OFF开关21位于把手2主体5a附近。所以，即使 由于偏置使得重心G偏离转动中心，作用在开关21上用于操作它的力，也 是作用在接近重心G的一个位置。这样减小了上述作用力对于测试仪1主体 的影响。

如图23C所示，驱动轴14可以通过一个万向节U与蜗杆14a相连。由 于把手2位于通过轴套3转动中心延伸的一条水平线上，所以这种结构减小 了重心G的偏移，这种偏移会引起测试仪1主体的移动。

如图22B所示，在与把手2不同的一个位置，可以从套管5的主体5a 延伸出第二把手2B。当由于偏置而使重心G发生位移时，该第二把手2B 减少了测试仪1主体的移动，进而提高了握持能力。如图22A所示，相对于 转动轴K，可使开关21位于把手2的相反一侧。这也有助于防止测试仪1 主体由于施加在开关21上的力的作用而发生位移。

第二把手2B与其中安装有电机20的把手2在结构上是对称的，从而可 以防止重心由于偏置而发生位移。

带有与牵拉轴9的六角形头9a适配的六角形孔8a的驱动板8，利用螺 钉16固定在轴套3的端部。或者，可以为轴套3设置一个底部，并在底部 上形成一个孔(六角形孔)。自然，这个孔可以具有除长方形以外的任何一种 形状，只要这种形状能够施加转动力即可。

下面将参照图17A、17B、18、24和25，描述本发明的第二电机驱 动型实施例。如图24所示，统指为112的一种抗拉强度测试仪，包括一个 中空圆柱体形套管111，其具有适宜的直径以便用手把握。在该套管111的 底部安装有一个中空圆柱体形支撑座夹头113。待测制件114由一种基体材 料115利用如注模方法制成，它包括采用注模方法形成的一个凸台115a和一 个形成在凸台115a中的螺纹件116。测试仪112测量制件114的抗拉强度。 在所示实施例中，假设螺纹件116是一个嵌埋螺母。

支撑座夹头113可拆卸地旋入套管111的底部，具有一个直径为D的轴 孔113a。直径D大于螺纹件116的最大外径d。当测试仪112测量制件114 的抗拉强度时，形成支撑座夹头113底部的一个支撑面113b抵靠在螺纹件 116周围凸台115a的顶部。所以夹头113起到支撑的作用，它使测试仪112 可以坐落在基体材料115上，并支撑住基体材料115。测试仪备有各种分别 具有特定内径的支撑座夹头113。由于支撑座夹头113是可拆卸地安装在套 管111上的，所以容易用与螺纹件116的最大直径适配的其它支撑座夹头更 换夹头113。此外，因为支撑座夹头113是借助螺纹旋入套管111中的，所 以前者可以从后者中延伸到任意所需位置。

牵拉轴117穿过与夹头113同轴的孔113a。牵拉轴117的端部包括一 个能够与螺纹件116配合的螺纹部分117a。牵拉轴117的另一端以螺纹连接 方式固定在一个旋柄118上(图17A、17B和图18)，旋柄118安装在套管 111的顶部。具体地说，牵拉轴117可转动地和同轴地安装在套管111上， 使得当旋柄118转动时，牵拉轴117在螺纹件116上施加一个与其转动角度 相应的拉力P，同时借助于套管111在基体材料115上施加一个反作用力。 测试仪备有各种分别具有特定直径的螺纹部分117a的牵拉轴117。因为牵拉 轴117是可拆卸地安装在套管111上的，所以能够很容易地用与螺纹件116 的直径适配的其它牵拉轴更换牵拉轴117。

安装在套管111上的旋柄118包括一个凸起118a。在牵拉轴117的端 部117b已经旋入凸起118a之后，将一个固定螺钉119拧入凸起118a，以将 该端部117b固定在凸起118a上。牵拉轴117很容易更换，只要将固定螺钉 119松开，便可以将牵拉轴117从旋柄118上卸下。在凸起118a的整个圆周 上形成有一个凹槽118b。将一个螺钉旋入套管111的上部，并放在凹槽118a 中，以防止旋柄118滑出套管111。

如图26所示，电机20可以直接安装在套管111中，并且可以将其输出 轴151直接与牵拉轴117相连。

如图24和图26所示，在套管111的底部固定有一个压力型负荷转换器 121，它包括第一凸缘122、第二凸缘123、位于两个凸缘122、123之间 的压力传感部分124、和安装在压力传感部分124周围的应变计126。第一 或下部凸缘122与套管111以螺纹连接方式保持固定。第二或上部凸缘123 通过一个推力轴承125抵靠在凸起118a上。凸缘123通过推力轴承125和 凸起118a安装在牵拉轴117上，从而承受在牵拉轴117中产生的拉力P的反 作用压力，压力传感部分124足够薄，使得当承受到上述压力作用时发生弹 性形变。当压力作用在压力传感部分124上时，应变计6c测量压力传感部分 124的应变。位于第一和第二凸缘122和123之间的薄压力传感部分124， 构成套管111的一部分。

安装在压力传感部分124上的应变计126，根据沿推力方向产生的应变 (形变)测量作用在牵拉轴117上的拉力P。具体地说，当压力传感部分124 由于压力作用发生弹性形变时，应变计126产生一个与部分124的应变率成 正比的电信号。该电信号通过中继端127和具有屏蔽结构的导线128和129， 输入到一个电子系统130中(参见图25)。电子系统130包括一个带有微处理 器的控制器、一个放大器等等(未示出)，此外还有一个显示器131、用手操 作的开关132、复零开关133(参见图24和26)、和电池134。从应变计126 输出的电信号进行放大和数字化处理，并保存其峰值。结果，在数字显示器 131上始终显示出峰值。

电子系统130的微处理器存储了表示预先选定的抗拉强度的一个基准 值，并且输入到开关132上。当显示在显示器131上的拉力小于基准值时， 控制器打开一个“低品质”指示灯(未示出)。如果需要的话，可以用报警音 代替指示灯。

在进行测量之前，将螺纹部分直径与待测量的螺纹件116适配的牵拉轴 117，安装到测试仪112上。在测量时，让支撑座夹头113的支撑面113b靠 在基体材料115的凸台115a上，然后用手转动旋柄118，以将牵拉轴117 的螺纹部分117a拧入螺纹件116。

如图27所示，当凸台118a进一步转动时，牵拉轴117的转动角度θ从 支撑座夹头113抵靠在基体材料115上时的转动角度θ0继续增大。结果， 由于螺纹部分117a与螺纹件116之间的螺纹连接，倾向于将螺纹件116从基 体材料115中拉出、并与上述转动角度θ成正比的力P作用在螺纹件116上。 因为固定在套管111上的支撑座夹头113的内径D大于螺纹件116的最大直 径d，又因为牵拉轴117与夹头113同轴，所以支撑面113b自动地与螺纹件 116周围的基体材料115紧密接触。因此支撑面113b通过套管111的端部 111b、负荷转换器121、推力轴承125、和旋柄118，承受牵拉轴117的反 作用力。在牵拉轴117中产生的拉力的反作用力，沿与上述方向相反的方向 传递到负荷转换器的第二凸缘123。于是，在压力传感部分124上作用了一 个与牵拉螺纹件116的力P大小相等，但是方向相反的压力。在这种情况下， 推力轴承125的作用是减小凸台118a的转动负荷。

在牵拉轴9中产生的拉力，沿轴向压迫负荷转换器121的压力传感部分 124。与作用在螺纹件116上的拉力成正比的电信号，从应变计126经中继 端127以及导线128和129，传送到电子系统130。该电信号由放大器放大， 然后转换为数字信号。所得的数字值显示在显示器131上，从而可以读出拉 出螺纹件116的力的大小。可以预先在开关132中输入拉力P的标准值，通 过观察“低品质”指示灯，可以很容易地看出拉力不足的情况。

当凸台118a进一步转动时，倾向于将螺纹件116拉出基体材料115的 力P，最终克服了螺纹件116与基体材料115彼此之间的结合力，使得螺纹 件116开始离开基体材料115。这时，如图27所示，力P达到其最大值Pmax， 并显示在显示器131上。然后可以利用测试仪在工作现场即时测量制件的抗 拉强度。如果需要，可以在牵拉轴117的螺纹部分117a与螺纹件116之间， 施加油性特氟隆或液体特氟隆，形成润滑油膜，以便以较小的转动旋柄118 的力产生较大的拉力P。这将延长重复使用的牵拉轴117的寿命。

在进行上述测量之后，操作者用一只手握住套管111，例如用如同一只 手的大拇指按动复零开关133。这样将显示器131上显示的值恢复到零，使 测试仪准备好进行下一次测量。或者，操作者可以压下开关组132中的一个 ON/OFF开关以结束测量。

如上所述，如果制件的抗拉强度较小，则所示实施例点亮“低品质”指 示灯或产生报警音。于是操作者可以立即判断制件的质量。只需要更换支撑 座夹头113和牵拉轴117，即无需更换旋柄118，测试仪112便可以适用于 各种螺纹件116。所以测试仪112体积较小，易于携带。这样，由于不必将 螺纹件部分从基体材料115上切割下来，所以能比较容易的在工作现场测量 制件114。所示实施例的测试时间仅仅是现有技术测试仪所用测试时间的 1/10到1/50。

压力传感部分124作为一个薄的弹性形变部分。由于应变计126响应压 力传感部分124的形变，简化了测试仪112的结构，并减小了其体积。此外， 由于将负荷转换器121与电子系统相连的导线128和129具有屏蔽结构，并 设置在套管111中，所以测试仪112具有很高的抗噪声性能，并可防止在测 量过程中切断导线。因此，不仅有助于进行可靠的测量，而且也容易操作。

在第一和第二实施例中，假设螺纹件116是以内螺纹形成的一个嵌埋螺 母。如图28所示，即使通过插模在制件114中形成一个外螺纹件151，上 述实施例也可以适用，在这种情况下，牵拉轴117将形成内螺纹152，以便 配合外螺纹件151。当然，用于将反作用力从螺纹件116分别传递到负荷转 换器121或141上的推力轴承125或147，可以用任何其它能够承受推力负 荷的轴承代替。

在采用电机驱动方案的抗拉强度测试仪中，从电机20开始转动时起， 牵拉轴9比在测量过程中更低的速度转动预定时间，从而使牵拉轴9和螺纹 件17能够容易彼此配合。在牵拉轴9和螺纹件17已经彼此配合之后，牵拉 轴9以额定的测量速度转动。所以，尽管使用了电机或类似的驱动装置20， 也能实现确定和稳定的配合，并且使测量加快。

此外，轴套3的转动可以利用在轴套3和牵拉轴9彼此连接部分处吸收 的反作用力转移到牵拉轴9上。这样防止了连接部分的松脱。

利用存储器26a、比较器26b和控制信号产生装置26e，可以在保证稳 定的一个基准值基础上测量抗拉强度。所以这种测试仪适于对一个制件相对 于某一设定值进行评估。因为不必将制件拉断，所以防止了将螺纹件17咬 入牵拉轴9中。

如果在达到存储于存储器26a中的基准值之前就测得抗拉强度的峰值/ 断裂值，则电机20断电。这样就防止了由于例如抗拉强度较低而比预料更 早出现断裂时，电机20进行的无功驱动。此外，电机20可以根据比较器26b 的输出断电。

因为峰值/断裂值显示在显示器25c上，所以可将这种测试仪带到例如模 制现场进行测量。

制件的抗拉强度可以在仅仅知道峰值的情况下确定。利用能够存储基准 值和测量值的存储器26a、用于比较基准值和测量值的比较器26b，和能够 更新存储在存储器26a中的测量值的控制信号产生装置26e，可以确定在测 量值小于存储值的情况下的峰值，并用存储值作为峰值。

在出现峰值之后，电机20沿相反方向驱动，然后断电。这样便于将螺 纹件17从牵拉轴9中取出。利用计数器26c和反向转动时间确定装置26d， 可以使螺纹件17更加容易取出。在出现设定值/峰值之后，根据反向转动确 定装置26d确定的时间，电机20沿相反方向转动。

第二实施例与图15和图16所示第一实施例一样，可以将电机20、驱 动轴14、涡轮14a、涡轮副3b和电子系统25设置在把手130中，并使用 如图19-21所示的控制方案。如果需要的话，可以检测电机扭矩，以便当 电机扭矩稳定时输出测量命令。或者，如图20和图21所示，可以预先设定 达到恒定速度所需的时间，从而可以在经过上述时间之后根据计数器的操作 开始测量。这些方案中每一个都能够在转动稳定之后测量拉力，所以提高了 拉力的测算精度。

在图20和图22中，牵拉轴9以低于测量时设定的恒定速度的一个恒定 速度(第一速度)转动，以便于使牵拉轴9与螺纹件啮合。牵拉轴9可以从第 一速度一点一点地逐渐加速到一个预定的恒定速度(第二速度)。

所示实施例可以有三种不同的操作模式，即，设定模式(A)，这种模式 使用一个设定值，并判断螺纹件(螺母、螺栓或类似件)是否在该设定值，仍 然没有与基体材料分开；峰值模式(B)，这种模式用于测量峰值；和断裂值模 式(C)，这种模式用于测量断裂值。

如图21所示，在设定模式(A)中，将存储在步骤S9中的抗拉强度值与 测得的抗拉强度进行比较(步骤S10)。如果基准强度大于测得的强度(N，步 骤S10)，则在显示器25c上将测量值显示出来作为强度值(步骤S11)。步骤 S11之后为步骤S18。如果步骤S10的判断结果为Y(是)，则根据从应变计 6c输出的电信号测量抗拉强度(步骤S12)。将测得的强度值写入存储器26a(步 骤S13)。再次测量抗拉强度(步骤S14)，并将其与存储在存储器26a中的测 量强度值进行比较(步骤S15)。如果当前测量值大于上一次的测量值(Y，步 骤S15)，则用当前测量值代替存储在存储器26a中的测量值(步骤S16)，然 后程序返回到步骤S14。如果步骤S15的判断结果为N(否)，则将存储值显 示在显示器25c上作为峰值(步骤S17)。这个步骤之后为步骤S18。在步骤 S18，电机20断电片刻。

通过以上控制，能够判定即使在达到设定值时是否螺纹件仍然没有从基 体材料分开。

在步骤S18之后，使计数器26c停止操作(步骤S19)。然后，电机20沿 相反方向转动达到与计数器26c计数的转动数相应的时间。最后，电机20 断电(步骤S21)。

电机20的上述反转使得牵拉轴9自动与螺纹件脱开。

图15所示包括电机20、存储器26a、比较器26b和控制装置26的结 构，使得可以在测试仪的测量范围内进行测量；否则，测试仪将损坏。

电机或驱动装置20在停止之前沿相反方向转动，从而可以使螺纹件17 比较容易地与牵拉轴9脱开。

在设定值之前达到断裂值情况下进行的程序如下所述。如图所示，螺纹 件是否已经断裂是根据应变计6c的输出信号是否急剧变化而判定的(步骤 S6)。如果步骤S6的判断结果为肯定Y，则将测量值作为断裂值显示在显示 器25c上(步骤S7)。步骤S7之后为步骤S18。在步骤S18，电机20断电片 刻(紧急停止)。然后，在步骤S3开始工作的计数器26c停止工作(步骤S19)。 接着，电机20沿相反方向转动达到相应于计数器26c所计转动数的时间(步 骤S20)。其后，电机20断电(步骤S21)。

假定抗拉强度在达到存储于存储器26a中的设定抗拉强度值之前就达到 其峰值或断裂值。则电机20停止转动。这样避免了由于例如强度较低而比 预料更早地出现断裂时电机20进行的无功驱动。此外，可以在显示器上读 出峰值或断裂值。所以测试仪可以带到例如模制现场进行测量。

图29表示当在达到基准值之前就出现峰值时，使电机20减速到较低速 度的程序(第三速度)。如图所示，电机20通电，并以低速(步骤S1)转动，直 到经过预定时间(Y，步骤S2)。然后，计数器26c开始操作(步骤S3)。其后， 电机20加速(步骤S4)。在这种条件下，根据从应变计6c输出的、正比于抗 拉强度的一个电信号测量拉力(步骤S5)。根据应变计6c的输出信号是否急剧 变化来决定螺纹件是否断裂(步骤S6)。如果步骤S6的判断结果为肯定Y， 则将测量值作为断裂值显示在显示器25c上(步骤S7)。

如果步骤S6的判断结果为否定N，则根据上述电信号再次测量抗拉强 度(步骤S8)。在测量值已经写入存储器之后(步骤S9)，判断测量值是否大于 基准值(步骤S10)。如果步骤S10的判断结果为肯定Y，则在显示器25c上 显示测量值(步骤S11)。如果步骤S10的判断结果为否定N，则再次测量抗 拉强度(步骤S12)，然后将在步骤S12确定的值写入存储器(步骤S13)。接着， 再次测量抗拉强度(步骤S14)。在步骤S14之后执行步骤S15，判断测量值 是否大于存储值(测量值)。如果步骤S15的判断结果为肯定Y，则将在步骤 S12中存储在存储器中的测量值，用在步骤S14中获得的测量值代替(步骤 S16)，然后程序返回到步骤S14。

如果步骤S15的判断结果为否定N，则将存储值作为峰值显示在显示器 25c上(步骤S17)。接着，电机20的驱动转矩减小(步骤S18)。这样，当基体 材料19和螺纹件17突然彼此分离时，就能够减小作用在电机20上的负载。

在步骤S18之后的步骤S19中，电机20断电片刻。然后，计数器26c 停止操作(步骤S20)。接着，电机20沿相反方向转动，达到由计数器26c记 录的转动数相应的时间(步骤S21)。最后，电机20断电(步骤S22)。

图15所示测试仪可以将测量的抗拉强度数字值、或峰值或断裂值直接 显示在显示器25c上。所以，能够很容易地将这种测试仪携带到现场进行测 量。模式转换装置26f选择设定模式，在这种模式下，电机20根据基准值与 测量值的比较结果通电，或者选择峰值模式，在这种模式下，电机20根据 相继写入存储器26a中的测量值之间的比较结果通电。只有在已知峰值的前 提下才能够确定一个制件的抗拉强度。所以，如果测量值小于存储值，就能 够确定峰值，并以存储值作为峰值。

在峰值模式中，如果测量值大于设定值，则用测量值代替设定值，并作 为新的设定值写入存储器26a。然后，再次测量抗拉强度。如果存储在存储 器26a中经过更新的设定值大于最后的测量值，则将其作为峰值显示出来。

下面参照附图20更加详细地介绍峰值模式(B)。将在步骤S14中测得的 抗拉强度与在步骤S13中存储在存储器26a中的测量强度进行比较(步骤 S15)。如果当前的测量值大于最后的测量值(Y，步骤S15)，则用当前的测量 值代替存储在存储器26a中的测量值(步骤S16)，然后程序返回步骤S14。 如果步骤S15的判断结果为否定N，则将存储值作为峰值显示在显示器25c 上(步骤S17)。在该步骤之后也是执行步骤S18。

在步骤S18中，电机20断电片刻。然后，在步骤S13中开始工作的计 数器26c停止工作(步骤S19)。接着，电机20沿相反方向转动达到由计数器 26c记录的转动数相应的时间(步骤S20)。之后，电机20断电(步骤S21)。

只有在已知峰值的情况下才能够确定一个制件的抗拉强度。所以，如果 测量值小于存储值，就能够用图15和图16所示的测试仪确定峰值，并用该 存储值作为峰值。常规的测试仪只能测量断裂值。电机20的反向转动可以 使牵拉轴9与螺纹件自动松脱。电机或驱动装置20在停止之前沿反方向转 动，从而螺纹件17可以很容易地与牵拉轴9松开。

如下所述，电机20驱动停止。如图20所示，计数器26c能够按照在打 开开关21和电机20停止工作之间的时间间隔内，电机20的转数来计数转 动持续时间。反向转动时间确定装置26d能够根据上述转动持续时间确定电 机20应当反向转动的时间。

如图21所示，将在步骤S14测得的抗拉强度与在步骤S13中存储的值(测 量值)进行比较(步骤S15)。如果当前测量值大于最后的测量值(Y，步骤S15)， 则用当前测量值代替存储在存储器26a中的测量值(步骤S16)，并且程序返回 步骤S14。如果步骤S15的判断结果为否定N，则将存储值作为峰值显示在 显示器25c上(步骤S17)。其后也进入步骤S18。

在步骤S18，电机20断电片刻。然后，在步骤S3开始工作的计数器 26c停止工作(步骤S19)。接着，电机20沿相反方向转动经过由计数器26c 记数的转动数相应的时间(步骤S20)。之后，电机20断电(步骤S21)。

在图15和图16所示的测试仪中，电机20根据比较器26b的输出断电。 所以测试仪甚至可以应用于相对于某一设定值进行估测的制件。常规的测试 仪只能借助于手动操作测量断裂值。假定抗拉强度在达到存储在存储器26a 中的设定抗拉强度值之前就达到其峰值或断裂值，则电机20停止转动。这 样避免了电机20的无功驱动。此外，可以在显示器上读出峰值或断裂值。 所以，这种测试仪可以很容易地携带到例如模制现场进行测量。

只有在已知峰值的前提下才能够确定一个制件的抗拉强度。所以，如果 测量值小于存储值，就能够确定峰值，并以存储值作为峰值。

在峰值模式中，如果测量值大于设定值，则用测量值代替设定值，并作 为新的设定值写入存储器。然后，再次测量抗拉强度。如果存储在存储器中 经过更新的设定值大于最后的测量值，则将其作为峰值显示出来。

电机或驱动装置20在停止之前沿相反方向转动，从而可以使螺纹件17 比较容易地与牵拉轴9松脱。

电机20的反向转动过程如下所述。如图19所示，电子系统25包括放 大器25a、ADC 25b、控制器26、显示器20、和开关21。如图20所示， 控制器26可以用一台微电脑来实施，其中包括存储器26a、比较器26b、 计数器26c、反向转动确定装置26d、控制信号发生装置26e、和模式转换 装置26f。存储器26a能够存储预定的拉力基准值和拉力测量值之一或两者。 比较器26b能够将由应变计6c测得的拉力与存储在存储器26b中的拉力基 准值进行比较。此外，比较器26b将存储在存储器26a中的测量值与由应变 计后来测得的值进行比较。计数器26c根据转动数对电机20的转动时间进行 计数。反向转动时间确定装置26d根据计数器26c的输出确定电机20反向 转动的持续时间。

如图21所示，电机20沿相反方向转动经过由计数器26c记数的转动数 相应的时间(步骤S20)。之后，电机20断电(步骤S21)。

在图15和图16所示的构造中，电机或驱动装置20在停止之前沿相反 方向转动，从而使螺纹件17可以比较容易地与牵拉轴9松脱。

断裂值模式(C)与所示和所述的任何一种测试仪的操作基本相同。

下面参照附图30描述本发明的第三电机驱动型实施例。这个实施例还 在图16中以侧视图形式表示。如图所示，一种标记为1A的抗拉强度测试仪， 包括从套管5的主体部分5a沿径向向外延伸的一个把手2。在把手2中安装 有一个电机或驱动装置20。一根驱动轴14从电机20伸出，在其自由端有 蜗杆14a。在轴套或驱动轴3上装有蜗杆副3b。轴套3由套管5借助于径 向轴承或单列深槽球轴承4可转动地支撑着。一个压力型负荷变换器6与套 管主体5a同轴地固定在套管5的主体5a底部。一个支撑座夹头7以同轴螺 纹连接方式固定在负荷转换器6的底部。形成有一个六角形孔8a的驱动板 8，利用小螺钉16固定在轴套3的底部，牵拉轴9具有一个与驱动板8的六 角形孔8a配合的六角形头9a。一个推力轴承或针状滚柱轴承11，借助于一 个底座10在负荷转换器6上可转动地支撑着牵拉轴9。一个螺塞12插入轴 套3的孔3a中，并抵靠在牵拉轴9的六角形头9a上。一个端帽13顶住螺塞 12。利用插头连接器15可将电力传输到电机20，并且可以使从负荷转换器 6输出的电信号由此传送出去。一个电路系统25(参见图19)与插头连接器15 的电极相连。

在所示实施例中，支撑座夹头7以螺纹啮合方式固定在负荷转换器6的 底部。支撑座夹头7包括沿相反方向与牵拉轴9的螺纹部分9a啮合的螺纹部 分7b。支撑座夹头7还包括一个不规则部分或支撑台座7h，断裂的螺母17 抵靠在台座上。此外，包含一个支撑表面7c的支撑座夹头下端部是经过磁化 处理的。

牵拉轴9具有这样的长度，即使得其底部位于支撑座夹头7底部上方， 即支撑表面7c之上。至少牵拉轴9的底部也是经过磁化处理的。

在套管5主体5a附近安装有一个ON/OFF开关21，用于选择性地打开 或关闭电机20。因为按压开关21的力作用在测试仪1A重心附近，所以防 止了测试仪1A的移动。

轴承4彼此之间沿测试仪1A的轴向分开。蜗杆副或驱动传输装置3b 设置在轴承4之间。采用这种结构，就有可能减少推力负荷。最好测试仪1A 的重心位于轴承4之间。

测试仪1A测量所需制件17的抗拉强度。在所示实施例中，假定制件 17是焊接在一块钢板上的一个螺纹件或螺母17。

支撑座夹头7形成有一个内径为D的轴向孔7a，和一个与孔7a连通的 孔7b。牵拉轴9松弛地保持在孔7b中。选定孔7a的内径D使其大于螺纹 件17的最大外径d。当测试仪1A测量制件17的抗拉强度时，形成支撑座 夹头7底部的支撑表面7c靠在螺纹件17周围的钢板19上。所以支撑座夹 头7起到使测试仪1A坐落在钢板19上，并支撑住钢板19的支撑座的作用。 测试仪准备有各种支撑座夹头7，它们分别具有特定的内径。这样，由于支 撑座夹头7可拆卸地安装在负荷转换器6上，所以可以很容易地用与螺纹件 17的最大直径匹配的其它支撑座夹头更换支撑座夹头7。此外，因为支撑座 夹头7是借助螺纹旋入负荷转换器6的，所以前者可以从后者中伸出到任何 所需位置。

牵拉轴9穿过支撑座夹头7上与其同轴的孔7b，并且包括一段螺杆9b 和前述的直径大于该螺杆9b的六角形头9a。螺杆9b的端部有一段螺纹部分 9c。当螺纹部分9c拧入螺纹件17时，施加到驱动板8上的转矩通过啮合在 驱动板8的六角形孔8a中的六角形头9a传输到牵拉轴9。

与驱动板8固定在一起的轴套3上的孔3a的直径，大于牵拉轴9头部 9a的最大外径，从而使牵拉轴9a可以自由地从孔3a中拉出。

当电机20通电时，电机20的转动通过驱动轴14、蜗杆14a、和蜗杆 副3b传输到轴套3。轴套3的转动又传输到驱动板8，进而传输到牵拉轴9。 结果，牵拉轴9通过头部9a、底座10、滚柱轴承11、负荷转换器6、和支 撑座式夹头在螺母17上施加相应于其转动角度的一个拉力，与此同时支撑 座夹头在钢板19上施加一个反作用力。

作为驱动传输装置的蜗杆14和蜗杆副3b，能够使高达数吨的负荷施加 到螺母17上，并可使电机20体积减小。

测试仪还配备有各种特定直径的螺纹部分9c的不同类型牵拉轴9。只 有将螺塞12从把手2中取出，才能将牵拉轴9从轴套3的孔3a中拉出。所 以，很容易用与螺母17直径匹配的其它牵拉轴更换牵拉轴9。

安装在负荷转换器6顶部作为推力轴承的滚柱轴承11，即使在很大的 负荷作用下也是非常耐久的。如果测试仪1不需施加高负荷，可以用球轴承 代替滚柱轴承11。也可以使用锥形滚柱轴承。

设置在推力轴承11与牵拉轴9的头部9a之间的底座10具有预定的基 本厚度。当头部9a的直径小于推力轴承11的最大外径时，即当头部9a与轴 承11之间的接触面积相对较小时，底座10可以防止局部负荷作用在轴承11 上。具体地说，厚的底座10使应力以45度角进行扩散，从而使负荷均匀地 作用在推力轴承11上。所以，采用底座10可以使得头部9a体积减小，有助 于形成体积小、重量轻的结构。

负荷转换器6固定在套管5的底部，由一个第一凸缘6d、一个第二凸 缘6a、位于两个凸缘6d与6a之间的一个压力传感部分6b、和以相同间隔 固定在压力传感部分周边上的四个应变计6c构成。第一或底部凸缘6d固定 在套管5上。第二或上部凸缘6a借助于推力轴承11和底座10抵靠在牵拉轴 9头部9a的下侧。按照这种结构，负荷转换器6接受由在牵拉轴9中产生的 拉力产生的反作用力，其作为一种压力。压力传感部分6b足够薄，从而当 受到上述压力作用时可以产生弹性形变。当压力作用在传感部分6b上时， 应变计6c测量压力传感部分6b的应变。如图4所示，应变计6c采用桥式电 路，其将应变转换成用于测量负荷的电信号。传感部分6b的薄结构不仅提 高了灵敏度，而且提供了用于设置应变计6c的空间。

设置在第一凸缘6d与第二凸缘6a之间的薄的压力传感部分6b构成套 管5的一部分。安装在压力传感部分6b上的应变计6c，根据沿推力方向产 生的应变(形变)测量作用在牵拉轴9上的拉力。

如图19所示，所示实施例的电子系统25包括一个放大器25a、一个 ADC 25b、一个控制器26、一个显示器25c、和一个开关21。如图20所 示，控制器26可以用一个微电脑实现，其中包括存储器26a、比较器26b、 计数器26c、反向转动时间确定装置26d、控制信号产生装置26e、和模式 转换装置26f。存储器26a可以存储预定的拉力基准值和拉力测量值中的一 种或者两者。比较器26b将由应变计6c测量的拉力与存储在存储器26a中的 拉力基准值进行比较。此外，比较装置26b还将存储在存储器26a中的测量 值与应变计后来测量的一个值进行比较。计数器26c根据转数记录电机20 的转动时间。反向转动时间确定装置26d根据计数器26c的输出确定电机20 反向转动的时间。控制信号产生装置26e将一个测量起始信号传送到应变计 6c，并将一个驱动信号传送到电机20。模式转换开关26f每次选择断裂值 模式、强度值模式和峰值模式中的一种。断裂值模式、强度值模式和峰值模 式分别由图29中的步骤S5-S7、S8-S11、和S12-S17表示。

如图29所示，电机20以低速开始转动(步骤S1)。经过预定的时间后(Y， 步骤S2)，计数器26c开始计数(步骤S3)。接着，电机20以高速转动(步骤 S4)。在这种状态下，根据从应变计6c输出的、正比于螺纹件抗拉强度的电 信号测量拉力(步骤S5)。然后，根据应变计6c的输出信号是否急剧变化，判 断螺纹件是否已经断裂(步骤S6)。

如果步骤S6的判断结果为肯定(Y)，则将测量值作为断裂值显示在显示 器25c上(步骤S7)。在步骤S7之后进行步骤S18。如果步骤S6的判断结果 为否定(N)，则根据从应变计6c输出的、正比于螺纹件抗拉强度的电信号测 量拉力(步骤S8)。所测得的抗拉强度值写入存储器26a中(步骤S9)。将写入 存储器26a中的抗拉强度测量值与抗拉强度基准值进行比较(步骤S10)。如果 测得的强度大于基准强度值(Y，步骤S10)，则将测量值作为一个强度值显示在 显示器25c上(步骤S11)。步骤S11之后进行步骤S18。

如果步骤S10的判断结果为否定N，则根据从应变计6c输出的电信号 再次测量抗拉强度(步骤S12)。将测得的强度值写入存储器26a(步骤S13)。 再次测量抗拉强度值(步骤S14)，并将其与存储在存储器26a中的强度测量值 进行比较(步骤S15)。如果当前的测量值大于最后一次的测量值(Y，步骤 S15)，则将存储在存储器26a中的测量值用当前的测量值代替(步骤S16)，并 将程序返回到步骤S14。如果步骤S15的判断结果为否定N，则将存储的测 量值作为峰值显示在显示器25c上(步骤S17)。这个步骤之后也是步骤S18。

在步骤S18中，减小电机20的驱动转矩，以便在基体材料19与螺纹件 17突然断开的情况下减小电机20的负荷。然后，在步骤S19中，电机20 断电片刻。接着，在步骤S3开始工作的计数器26c停止工作(步骤S20)。其 后，电机20沿相反方向转动经过相应于由计数器26c计数的转动数的时间(步 骤S21)。之后，电机20断电(步骤S22)。

下面介绍所示实施例的操作。在操作之前，将其螺纹部分9c的直径与 螺母17直径对应的牵拉轴9安装到测试仪1上。具体地说，在将端帽13和 螺塞12从旋柄2中顺序取出之后，将牵拉轴9插入心轴套3的孔3a中。在 牵拉轴9的头部9a已经落入驱动板8的六角形孔8a中之后，将螺塞12旋入 旋柄2中，直到螺塞12的末端抵靠在头部9a上。这样，可以防止牵拉轴9 沿轴向移动。

在测量时，将支撑座夹头7的支撑表面7c靠在钢板19上。然后，电机 20以低速开始转动。电机20的转动通过蜗杆14a、蜗杆副3b、轴套或驱动 轴3、和驱动板8传递到牵拉轴9上。结果，牵拉轴9的螺纹部分9a旋入螺 母17中。当电机20以高速转动时，牵拉轴9的转动角度从支撑座夹头7抵 靠在钢板19上的转动角度连续增大。于是，由于螺纹部分9c与螺母17的螺 纹啮合，使得在螺母17上作用了一个倾向于将螺母17拉出钢板19并且正 比于上述转动角度的力。因为固定在负荷转换器6上的支撑座夹头7的内径 大于螺母17的最大直径，又因为牵拉轴9与夹头7同轴，所以支撑表面7c 自动与螺母17周围的钢板密合接触。所以，支撑表面7a通过负荷转换器6、 推力轴承11、底座10、和头部9a承受牵拉轴9产生的反作用力。与在牵拉 轴9中产生的拉力作用相反的一个反作用力，沿与上述方向相反的方向传递 到负荷转换器的第二凸缘6d。因此，在压力传感部分6b上作用了一个与牵 拉螺母17的力大小相等、但是方向相反的压力。在这种情况下，推力轴承 11的作用是减小电机20的转动负荷。

在牵拉轴9中产生的拉力，沿轴向压迫负荷转换器6的压力传感部分 6b。结果，经由中继端和导线从应变计6c向电子系统25传送一个正比于作 用在螺母17上的拉力的电信号。放大器25a将电信号放大，而ADC 25b将 经过放大的电信号数字化。所得到的数字值显示在显示器25c上，使得可以 读出将螺母17拉出的力的大小。

如上所述，在所示实施例中，电子系统25测量螺纹件17的最大拉力、 抗拉强度等等。

测试仪1可以具有这样的结构和尺寸的螺母或螺钉17，使得仅仅需要 合适的备件更换支撑座夹头7和牵拉轴9，而无需更换旋柄2。所以这种测 试仪1是小型的和便携的，并且不需要将螺母部分从钢板19上切割下来。 这种测试仪1可以用于测量必须在现场进行测量的抗拉强度。

压力传感部分6b是采用一个薄的可弹性形变部分。这样，由于应变计 6c响应部分6b的形变，所以简化了测试仪1的结构和减小了其体积。此外， 因为将负荷转换器6与电子系统25相连的导线具有屏蔽结构，并设置在套 管5中，所以测试仪1具有很高的抗噪声特性，并且可以防止测量过程中切 断导线。因此，这种测试仪不仅能够进行可靠的测量，而且容易操作。

上述实施例防止牵拉轴9松脱，并且当待测制件的直径改变，或当牵拉 轴9发生磨损或断裂或其它损坏时，使其易于迅速更换。此外，测试仪1在 保证牵拉轴9的可更换性的同时，还可以用手垂直定位。这样，尽管测试仪 1是用电机20自动驱动的，但确保了测试仪1的稳定操作。

驱动传输装置是由蜗杆14a与蜗杆14a配合的蜗杆副3b实现的，从而 即使使用一个小电机20也能够很容易地输出一个较大的转矩。这样有助于 电机20的随意设置，就是说可将其安装在把手2中。

如图22A所示，电机20的驱动轴14以及把手2是与轴套3的转动重心 偏离的。所以当沿平行于把手2的方向观察时，可以很容易看清牵拉轴9与 螺纹件17之间的位置关系。

电机20、蜗杆14a、蜗杆副3b和把手2位于穿过测试仪1的重心G(参 见图15)延伸的一条水平轴上。所以，电机20的驱动和牵拉轴9的转动确保 了稳定的把持能力。此外，使重心G稳定。

由于轴套3是用一组沿轴向彼此隔开的轴承4支撑，以及蜗杆14a和蜗 杆副3b位于轴承4之间，所以减小了推力负荷。

如图23A和23B所示，驱动传输装置可以用伞齿轮34a和23b实现。 采用这种装置，还可以以一种简单的结构将把手2定位在穿过重心延伸的水 平线上。

电机20的ON/OFF开关21位于把手2的主体5a附近。所以，即使在 由于偏置使重心偏离转动中心时，为操作开关21而作用在其上的力也是作 用在靠近重心G的一个位置。这样减小了上述作用力对于测试仪1主体的影 响。

如图23C所示，驱动轴14可以通过万向接头U与蜗杆14a相连。这样， 由于把手2位于通过轴套3的旋转中心延伸的一条水平线上，所以减少了重 心G的偏移，这种偏移会引起测试仪1主体的移动。

如图22B所示，可以在套管5的主体5a上与把手2不同的位置处延伸 出一个第二把手2B。当重心G由于偏置而发生位移时，第二把手2B减小 了测试仪1主体的移动，从而增强了把持能力。如图22A所示，开关21可 以位于把手2上相对于转动轴K相反的一侧。这也有助于防止测试仪1主体 由于施加在开关21上的力的作用而发生位移。

第二把手2B在结构上与安装有电机20的把手2是对称的，从而可以防 止重心G由于偏置而发生移动。

其上具有与牵拉轴9六角形头部9a配合的六角形孔8a的驱动板8，利 用螺钉16固定在轴套3的末端。另外，轴套3还可以具有一个底部，并在 该底部上形成一个孔(六角形孔)。当然，这个孔可以具有除长方形以外的其 它形状，只要能够施加转动力即可。

在图30所示的抗拉强度测试仪中，从电机20开始转动时起，牵拉轴9 以比在测量过程中更低的速度转动预定时间，从而使牵拉轴9和螺纹件17 彼此之间能够较为容易地适配。在牵拉轴9与螺纹件17已经彼此适配之后， 牵拉轴9就以指定测量速度转动。所以，尽管使用了电机或类似的驱动装置 20，仍能实现确定和稳定的适配，并且加快了测量进程。

此外，轴套3的转动可通过在轴套3与牵拉轴9彼此连接处吸收的反作 用力转移到牵拉轴9上。这样防止了连接部分的松脱。

利用存储器26a、比较器26b和控制信号产生装置26e，能在确保稳定 的基础上根据一个基准值测量抗拉强度。所以这种测试仪本身能适应一种制 件，该制件相对于某一设定值进行估测。因为制件不必断裂，所以防止了螺 纹件17咬在牵拉轴9中。

假定在达到存储在存储器26a中的基准值之前，就测得了抗拉强度的峰 值或断裂值，则电机20断电。这样防止了由于强度较低而比预料更早地出 现了断裂时电机20所作的无功驱动。另外，电机20可根据比较器26b的输 出断电。

因为峰值或断裂值显示在显示器25c上，所以这种测试仪可以携带到模 制现场进行测量。

只有在已知峰值的情况下才能够确定一个制件的抗拉强度。利用能够存 储基准值和测量值的存储器26a、用于对其进行比较的比较器26b、和能够 更新储存在存储器26a中的测量值的控制信号产生装置26e，如果测量值小 于存储值，就能够确定峰值，并以该存储值作为峰值。

在出现峰值之后，电机20沿相反方向转动，然后断电。这样便于从牵 拉轴9中取出螺纹件17。借助于计数器26c和反向转动时间确定装置26d， 可以使螺纹件17的取出更加容易。在设定值或峰值出现之后，电机20根据 由反向转动确定装置26d确定的时间沿相反方向转动。

图31也是表示电机驱动方式的第四实施例。这个实施例在电机驱动和 控制部分方面与第三实施例是相同的。如图所示，统指为1B的一种抗拉强 度测试仪，包括以螺纹啮合方式固定在负荷转换器6底部的一个支撑座夹头 47。支撑座夹头47包括与牵拉轴9的螺纹部分9c方向相反的螺纹部分47b。 支撑座夹头47还包括一个不规则部分或台座7h，断裂的螺母17将顶靠在 其上。此外，包含一个支撑表面47c的支撑座夹头47下端部是经过磁化的。

牵拉轴9具有这样的长度，使得它的底部位于支撑座夹头7底部上方， 即支撑表面7c以上。

一个调整件41的一端抵靠在端帽13上，可用于调整牵拉轴9的位置， 使得牵拉轴9的头部9a不会从驱动板8的六角形孔中滑出。弹簧42在调整 件41与牵拉轴9之间加载，从而可以持久地将牵拉轴9向下偏压。弹簧42 可以用任何其它适合的弹性部件，例如由橡胶制成的弹性部件代替。

图32A表示设置在套管5主体5a与支撑座夹头47之间、并压合在主体 5a中的一个环状固定件43。固定件43的内周边上具有相等间隔的多个螺纹 部分43a。负荷转换器6和支撑座夹头47中的螺纹部分6e和47d分别与螺 纹部分43a啮合。如图32B所示，支撑座夹头47形成有一个通孔47b，牵 拉轴9松驰地穿过该孔。在支撑座夹头47的外周边上形成有相等间隔的、 能够与螺纹部分43a啮合的螺纹部分47d。固定件43和支撑座夹头47可围 绕它们的轴转动到所需的相对位置。如图32C所示，具有不规则部分47h的 支撑座夹头47，可用包含一个锥形部分或凸座47f的支撑座夹头47代替。 此外，如图32D所示，也可以使用制有例如六角形孔47g的一个支撑座夹头 47B。

如上所述，在第三和第四实施例中，在牵拉轴9上施加了一个倾向于将 螺纹件17拉出基体材料19的力，以测量螺纹件17的抗拉强度。因为抵靠 在基体材料19上的支撑座夹头7或47，以螺纹啮合方式固定在套管主体5a 和/或压力传感部分6b上，夹头7或47可以转动以调整高度。当牵拉轴9与 螺纹件17接触并旋入螺纹件17时，支撑座夹头7或47靠在基体材料29上。 这样防止了测试仪震动，确保了牵拉轴9可以稳定地旋入螺纹件17。因为 支撑座夹头7或47是采用螺纹方式安装的，所以它们容易更换。

因为支撑座夹头7或47的螺纹部分7d或47d，分别与牵拉轴9的螺纹 部分9c方向相反，所以防止了螺纹部分7d或47d与螺纹部分9c一起旋转。

牵拉轴9的下端位于支撑座夹头7或47的下端上方或内侧。牵拉轴9 的这种位置便于调整和减少间距，即便于调整长度，从而可以使牵拉轴9比 较容易地安置基体材料19。

支撑座夹头7或47中包含的用于使螺纹件17止动的台座7h或47h， 使得夹头7或47的底部在夹头7或47已经与基体材料19接触时或在接触 之后，被基体材料19磁性吸引。这有助于将支撑座夹头7准确地设置在基 体材料19上。

因为至少支撑座夹头7或47的下端部是磁化的，所以当夹头7或47的 底部已经与基体材料19接触或者接触之后，夹头7或47的底部与基体材料 19之间磁性相吸。这有助于将支撑座夹头7准确地设置在基体材料19上。

支撑座夹头7和47的内周边与螺纹件17的外周边至少沿转动方向是接 合的。所以，通过转动支撑座夹头7或47，能够将螺纹件17从牵拉轴9中 取出。

支撑座夹头7或47的螺纹部分7d或47d分别位于沿周边的等间距位置 处，固定件43的螺纹部分43a(负荷转换器6的螺纹部分)也是如此。支撑座 夹头7或47与套管5的主体5a彼此之间可以根据转动的角度沿轴向相对移 动。就是说，支撑座夹头7或47与主体5a或负荷转换器6可以沿轴向彼此 相对移动。这使得支撑座夹头7或47可以向上或向下迅速地移动到所需高 度。

弹性件42借助于端帽13弹性地夹持牵拉轴9的头部9a。当螺纹件17 抵靠在牵拉轴9上时，牵拉轴9由于弹性件42的存在而可以缩回。结果， 吸收了由于抵靠产生的震动，从而能够确保牵拉轴9与螺纹件17适配。牵 拉轴9缩回一定长度，使得支撑座夹头7或47与基体材料19接触。同时， 调整件41a调整牵拉轴9的上述缩回量。

当测量值大于基准值时，前者取代后者，并作为新的基准值存储。如果 存储值大于下一个测量值，则将其作为峰值显示，同时减小电机20的驱动 转矩。这样可以测得峰值，并且在突然断裂时减小作用在电机20上的负荷。

因为电机20沿相反方向转动，然后断电，所以很容易将螺纹件17从牵 拉轴9中取出。

如图25所示，从应变计26输出的电信号经过放大，然后数字化。结果， 在显示器131上连续显示峰值。显示器131包括一个模式选择开关，用于每 次从设定模式(A)、峰值模式(B)和断裂值模式(C)中选择一种模式。在设定模 式(A)中，显示器131上至少显示一个设定值和一个测量值。在峰值模式(B) 中，显示器131上至少显示一个峰值。在断裂值模式(C)中，显示器131上至 少显示一个断裂值。当然，这种显示方式同样可以应用于采用手动驱动方式 的实施例中。

如图30所示，支撑座夹头7以螺纹啮合方式固定在负荷转换器6的底 部。支撑座夹头7包含与牵拉轴9的螺纹部分9c方向相反的螺纹部分7b。 支撑座夹头7还包括一个不规则部分或台座7h，断裂螺母17顶靠在其上。 此外，包含支撑表面47c的支撑座夹头下端部是经过磁化的。

牵拉轴9具有这样的长度，使得它的底部，即支撑表面7c的底部位于 支撑座夹头7上方，至少牵拉轴9的底部是磁化的。

在图30所示的抗拉强度测试仪中，从电机20开始转动时起，牵拉轴9 以比在测量过程中更低的速度转动预定时间，从而使牵拉轴9和螺纹件17 能够容易彼此配合。在牵拉轴9和螺纹件17已经彼此配合之后，牵拉轴9 以额定的测量速度转动。所以，尽管使用了电机或类似的驱动装置20，也 能实现确定和稳定的配合，并且使测量加快。

此外，套管3的转动可以通过在套管3与牵拉轴9彼此相连处吸收反作 用力而传输到牵拉轴9。这样防止了该连接部分松脱。

利用存储器26a、比较器26b和控制信号产生装置26e，能够在确保安 全的基础上根据一个基准值测量抗拉强度。所以这种测试仪能够使其本身适 应一种制件，该制件相对于某一设定值进行估测。因为制件不必断裂，所以 防止了螺纹件17咬在牵拉轴9中。

如果在达到存储在存储器26a中的基准值之前就测得了抗拉强度的峰值 或断裂值，则电机20断电。这样防止了由于强度较低而比预料较早出现断 裂时电机20作无功驱动。另外，电机20可以根据比较器26b的输出结果断 电。

因为峰值或断裂值显示在显示器25c上，所以这种测试仪可以携带到模 制现场进行测量。

只有在已知峰值的情况下才能够确定一个制件的抗拉强度。利用能够存 储基准值和测量值的存储器26a、用于对其进行比较的比较器26b、和能够 更新储存在存储器26a中的测量值的控制信号产生装置26e，如果测量值小 于存储值，就能够确定峰值，并以该存储值作为峰值。

在出现峰值之后，电机20沿相反方向转动，然后断电。这样便于从牵 拉轴9中取出螺纹件17。借助于计数器26c和反向转动时间确定装置26d， 可以更加容易地取出螺纹件17。在设定值或峰值出现之后，电机20根据由 反向转动确定装置26d确定的时间沿相反方向转动。

图33表示采用电机驱动方式的第五实施例。如图所示，一种抗拉强度 测试仪包括以螺纹啮合方式固定在负荷转换器6底部的一个支撑座夹头 47。支撑座夹头47包括与牵拉轴9的螺纹部分9c方向相反的螺纹部分47b。 支撑座夹头47还包括一个不规则部分或台座7h，断裂的螺母17顶靠在其 上。此外，包含一个支撑表面47c的支撑座夹头47下端部是磁化的。

牵拉轴9具有这样的长度，使得它的底部位于支撑座夹头7底部、即支 撑表面7c上方。

一个调整件41的一端抵靠端帽13，并调整牵拉轴9的位置，使得牵拉 轴9的头部9a不会从驱动板8的六角形孔中滑出。一个弹簧42在调整件41 与牵拉轴9之间加载，从而可以持久地将牵拉轴9向下偏压。弹簧42可以 用任何其它适合的弹性部件，例如由橡胶制成的弹性部件代替。

图32A表示设置在套管5主体5a与支撑座夹头47之间，并压合在主体 5a中的一个环状固定件43。固定件43的内周边上具有相等间隔的多个螺纹 部分43a。负荷转换器6和支撑座夹头47中的螺纹部分6e和47d分别与螺 纹部分43a啮合。如图32B所示，支撑座夹头47形成有一个通孔47b，牵 拉轴9松弛地穿过该孔。在支撑座夹头47的外周边上形成有相等间隔的、 能够与螺纹部分43a啮合的螺纹部分47d。固定件43和支撑座夹头47可以 围绕它们的轴转动到所需的相对位置。如图32C所示，具有不规则部分47h 的支撑座夹头47，可以用包含一个锥形部分或台座47f的支撑座夹头47代 替。此外，如图32D所示，也可以使用制有例如六角形孔47g的一个支撑座 夹头47B。

图34表示采用电机驱动方式的第六实施例。如图所示，一种统指为1C 的抗拉强度测试仪，除了与第三实施例的测试仪1A所采用的电机驱动和控 制部分不同以外，它与第四实施例所示的测试仪1B相同。

如上所述，在上述抗拉强度测试仪中，在牵拉轴9上施加了一个倾向于 将螺纹件17拉出基体材料19的力，以测量螺纹件17的抗拉强度。因为抵 靠在基体材料19上的支撑座夹头7或47，以螺纹啮合方式固定在套管主体 5a和/或压力传感部分6b上，夹头7或47可以转动以调整高度。当牵拉轴9 与螺纹件17接触并旋入螺纹件17时，支撑座夹头7或47靠在基体材料29 上。这样防止了测试仪震动，确保了牵拉轴9可以稳定地旋入螺纹件17。 因为支撑座夹头7或47是采用螺纹方式安装的，所以它们容易更换。

因为支撑座夹头7或47的螺纹部分7d、或47d分别与牵拉轴9的螺纹 部分9c方向相反，所以防止了螺纹部分7d或47d与螺纹部分9c一起旋转。

牵拉轴9的下端位于支撑座夹头7或47的下端上方或内侧。牵拉轴9 的这种位置便于调整和减少间距，即便于调整长度，从而可以使牵拉轴9比 较容易地安置基体材料19。

支撑座夹头7或47中包含的用于使螺纹件17止动的台座7h或47h， 使得夹头7或47的底部，在夹头7或47已经与基体材料19接触时或在接 触之后，被基体材料19磁性吸引。这有助于将支撑座夹头7准确地设置在 基体材料19上。

因为至少支撑座夹头7或47的下端部是磁化的，所以当夹头7或47已 经与基体材料19接触或者接触之后，夹头7或47的底部与基体材料19之 间磁性相吸。这有助于将支撑座夹头7准确地设置在基体材料19上。

支撑座夹头7和47的内周边与螺纹件17的外周边，至少沿转动方向是 接合的。所以，通过转动支撑座夹头7或47，能够将螺纹件17从牵拉轴9 中取出。

支撑座夹头7或47的螺纹部分7d或47d分别位于沿周边等间距位置 处，固定件43的螺纹部分43a(负荷转换器6的螺纹部分)也是如此。支撑座 夹头7或47与套管5的主体5a彼此之间可以根据转动的角度沿轴向相对移 动。就是说，支撑座夹头7或47与主体5a或负荷转换器6可以沿轴向彼此 相对移动。这使得支撑座夹头7或47可以向上或向下迅速地移动到所需高 度。

图30所示的抗拉强度测试仪由于以下原因而比较容易设置。在牵拉轴9 上施加了一个倾向于将螺纹件17拉出基体材料19的力，以测量螺纹件17 的抗拉强度。因为抵靠在基体材料19上的支撑座夹头7或47，以螺纹啮合 方式固定在套管主体5a和/或压力传感部分6b上，夹头7或47可以转动以 调整高度。当牵拉轴9与螺纹件17接触并旋入螺纹件17时，支撑座式夹头 7或47靠在基体材料19上。这样防止了测试仪震动，确保了牵拉轴9可以 稳定地旋入螺纹件17。因为支撑座夹头7或47是采用螺纹方式安装的，所 以它们容易更换。

因为支撑座夹头7或47的螺纹部分7d、或47d，分别与牵拉轴9的螺 纹部分9c方向相反，所以防止了螺纹部分7d或47d与螺纹部分9c一起旋转。

牵拉轴9的下端位于支撑座夹头7或47的下端上方或内侧。牵拉轴9 的这种位置便于调整和减少间距，即便于调整长度，从而可以使牵拉轴9比 较容易地安置基体材料19。

支撑座夹头7或47中包含的用于使螺纹件17止动的台座7h或47h， 使得夹头7或47的底部在夹头7或47已经与基体材料19接触时或在接触 之后，被基体材料19磁性吸引。这有助于将支撑座夹头7准确地设置在基 体材料19上。

因为至少支撑座夹头7或47的下端部是磁化的，所以当夹头7或47已 经与基体材料19接触或者接触之后，夹头7或47的底部被基体材料19磁 性相吸。这有助于将支撑座夹头7准确地设置在基体材料19上。

支撑座夹头7或47的内周边与螺纹件17的外周边至少沿转动方向是接 合的。所以，通过转动支撑座夹头7或47，能够将螺纹件17从牵拉轴9中 取出。

支撑座夹头7或47的螺纹部分7d或47d，分别位于沿周边等间距位置 处，固定件43的螺纹部分43a(负荷转换器6的螺纹部分)也是如此。支撑座 夹头7或47与套管5的主体5a彼此之间可以根据转动的角度沿轴向相对移 动。就是说，支撑座夹头7或47与主体5a或负荷转换器6可以沿轴向彼此 相对移动。这使得支撑座夹头4或47可以向上或向下迅速地移动到所需高 度。

图35表示了一种具有易于取出螺纹件或螺母17结构的抗拉强度测试 仪。如图所示，在例如套管5主体5a的下端安装了一个辅助驱动电机30。 电机30沿上下方向朝向或离开基体材料19驱动支撑座夹头7。

图36表示专用于图35所示测试仪的电子系统25。如图所示，该电子 系统25包括辅助驱动装置27、接触检测装置28和螺母检测装置29，以及 一个放大器25a、一个ADC 25b、一个控制器26、和一个显示器25c。辅 助驱动装置27包括电机30，如图35所示，电机30选择性地驱动支撑座夹 头7，沿基本与牵拉轴9同轴方向向前或向后运动。电机30的转动还可以 通过蜗轮齿轮装置传递到支撑座夹头7。接触检测装置28根据电机30转矩 的变化检测支撑座夹头7与基体材料19的接触。或者，可以在支撑座夹头7 与基体材料19之间施加一个电压，由于导电而产生小的电流。螺母检测装 置27判断螺母17是否已经完全进入支撑座夹头7与牵拉轴9之间的间隙。

如图37所示，控制器26可以用一个微电脑实现，它包括存储器26a、 比较器26b、计数器26c、反向转动时间确定装置26d、控制信号产生装置 26e、和模式转换开关26f、存储器26a能够存储预先选定的拉力基准值和 拉力测量值中的一种或两者。比较器26b将由应变计6c测量的拉力与存储在 存储器26a中的拉力基准值进行比较。此外，比较器26b还将存储在存储器 26a中的测量值，与由应变计后来测量的值进行比较。计数器26c根据转数 记录电机转动时间。反向转动时间确定装置26d根据计数器26c的输出确定 电机20反向转动的时间。控制信号产生装置26e将一个测量开始信号传送到 应变计6c，并将一个驱动信号传送到电机20。模式转换开关26f每次选择 断裂值模式、强度值模式、和峰值模式中的一种。断裂值模式、强度值模式 和峰值模式分别由图38中的步骤S7-S9、步骤S12-S15、和步骤S16 -S21表示。

如图38所示，辅助驱动装置30首先通电(步骤S1)。结果，支撑座夹头 7伸出，如图39A所示。当支撑座夹头7与基体材料19接触时，如图39B 所示，电机30断电(步骤S2)。然后，电机20通电，并以低速转动预定时间 (步骤S3)。经过预定时间后(Y，步骤S4)，牵拉轴9的螺纹部分9b开始与螺 母17配合，如图39C所示。这时，计数器26c开始计数(步骤S5)。接着， 电机20在图39D所示状态下以高速转动(步骤S6)。根据从应变计6c输出的、 正比于螺纹件抗拉强度的电信号测量拉力(步骤S7)。然后，根据应变计6c 的输出信号是否急剧变化，判断螺纹件是否已经断裂(步骤S8)。

如果步骤S8的判断结果为Y，则将测量值作为断裂值显示在显示器25c 上(步骤S9)。步骤S9之后进行步骤S10。在步骤S10，根据螺母检测装置 29的输出判断螺纹件或螺母17是否已经完全进入支撑座夹头7与牵拉轴9 之间的间隙。如果步骤S10的判断结果为肯定Y，则支撑座夹头7沿伸出方 向转动，而牵拉轴9沿与夹头7相反的方向转动(步骤S11)。如果步骤S10 的判断结果为否定N，则执行步骤S22。

另一方面，如果步骤S8的判断结果为否定N，则根据从应变计6c输出 的、正比于螺纹件抗拉强度的电信号测量拉力(步骤S12)。所测得的抗拉强 度写入存储器26a中(步骤S13)。将写入存储器26a中的抗拉强度测量值与抗 拉强度基准值进行比较(步骤S14)。如果测量强度值大于基准强度值(Y，步 骤S14)，则将测得的强度值作为强度值显示在显示器25c上(步骤S15)。步 骤S11之后为步骤S22。

如果步骤S14的判断结果为否定N，则再次根据应变计6c输出的电信 号测量抗拉强度(步骤S16)。将所测得的强度值写入存储器25a(步骤S13)。 再次测量抗拉强度(步骤S14)，并将其值与存储在存储器26a中的测量强度值 进行比较(步骤S7)。然后，再次测量抗拉强度(步骤S18)。将测量值与在步骤 S17中存储在存储器26a中的测量值进行比较(步骤S19)。如果当前的测量值 大于最后测量值(Y，步骤S19)，则用当前测量值代替存储在存储器26a中的 测量值(步骤S20)，程序返回到步骤S18。如果步骤S19的判断结果为否定 N，则将存储值作为峰值显示在显示器25c上(步骤S21)。这个步骤之后也是 步骤S22。

在步骤S22中，电机20断电片刻。接着，在步骤S5开始工作的计数器 26c停止工作(步骤S23)。其后，电机20沿相反方向转动经过相应于由计数 器26c记录的转数的时间(步骤S24)。之后，电机20断电(步骤S25)。

如上所述，当接触检测装置28检测到支撑座夹头7或47与基体材料19 接触时，驱动牵拉轴9。这样可使牵拉轴9与螺纹件17稳定配合。因为接 触检测装置28根据辅助驱动电机30的转矩变化检测是否发生接触，所以进 一步提高了配合的稳定性。

概括地说，可以看到本发明提供了一种具有许多前所未有的优点的抗拉 强度测试仪，现列举如下：

(1)这种测试仪可以用手保持在其垂直位置，同时可从测试仪上部更换 牵拉件，所以这种测试仪可用电机自动地和稳定地驱动。

(2)用小电机产生大转矩，所以电机可以设置在所需的位置，例如设置 在测试仪内。

(3)因为测试仪内的把手是偏置的，所以容易看到牵拉件与待测制件之 间的位置关系，特别是在沿平行于把手的方向。

(4)因为驱动装置的驱动和牵拉件的转动，所以这种测试仪可以稳定地 把持，此外，还可使测试仪的重心稳定。

(5)产生最小的推力负荷。

(6)驱动装置和把手可通过简单的构造设置在穿过重心延伸的一条水平 线上。

(7)即使在由于偏置而使重心偏离转动中心的情况下，因为开关位于把 手主体附近，按压开关的力作用在靠近重心的位置，所以上述作用力对于测 试仪主体的影响最小。

(8)位于上述位置的把手减小了重心的偏移，使得测试仪不会由于这种 偏移而发生移动，此外，能够很容易地把持这种测试仪。

(9)避免了由于偏置造成的重心的偏离。

对于本领域技术人员来说，读过本发明的叙述以后，在不脱离本发明范 围的前提下可以作出各种改进。