适用于金属、非金属材料的拉伸、弯曲、压缩等不一样单柱、门式所有系列的电子试验机设备。
薄膜是一类厚度很薄、面积很大的片状材料，包装、农业、电子、新能源、医疗等行业不能离开它。与板材、型材相比，薄膜在使用中承受的主要是面内的拉伸、撕裂与剥离等载荷，因此拉伸性能是判断薄膜能不能用的基础依据。
从生产环节看，薄膜的拉伸强度、断裂伸长率与弹性模量，直接反映配方中树脂牌号、助剂配比、加工温度、拉伸倍率与冷却条件是否合适。同一条生产线，只要拉伸倍率或冷却速率有变化，膜的取向程度就会变化，纵向与横向的强度、断裂伸长率也会随即改变。把这几项数据测准，工艺调整才有依据。
从使用环节看，包装膜要能经受灌装、运输与堆码；农膜要能承受风载与卷放；电池隔膜要具备足够的机械强度以避免穿刺与短路；光学膜与离型膜在贴合、剥离过程中也不允许出现意外断裂。这些要求都要落成可以复现的数值，而不是凭手感判断。
从贸易与验收环节看，供货方与用户之间往往在技术协议里写明拉伸强度、断裂伸长率的下限要求，检验机构出具的报告要以标准方法下的数据为依据。数据要经得起复现：同一批料、同一条件、同一方法，不同实验室之间结果应具有可比性。
这就对测试设备提出了明确要求：力量测量的分辨能力要能覆盖薄膜较低的破坏载荷区间，速度控制要稳，位移与变形的采集要跟得上较大延伸，夹具要能夹住这些既薄又滑、容易夹伤的试样。围绕这些特点配置的 BWN-10kn 薄膜拉伸强度测试仪，正是这一使用场景下较为匹配的一类设备。
拉力试验的基础原理是：把试样夹持在上下两个夹具之间，由驱动机构带动移动横梁按设定速度运行，对试样施加轴向载荷，同时由力量传感器采集负荷、由位移或变形装置采集伸长量，直到试样断裂或者达到设定的终止条件。整一个完整的过程记录下来的负荷—位移（或应力—应变）曲线，以及从曲线上读取与换算得到的各项指标，构成材料拉伸性能的描述。
拉伸强度。由试样断裂前承受的载荷极值与试样原始横截面积之比得到，单位常以兆帕表示。薄膜较薄，横截面积小，因此同一载荷下对应的应力往往不小；同时薄膜的边缘状态与厚度均匀性对强度影响明显，标准通常要求在同一条件下测够数量的有效试样，用统计量而不是单值来表征。
断裂伸长率。试样断裂时标距段的伸长量与原始标距之比，以百分数表示。薄膜的断裂伸长率跨度很大：偏刚性、取向度高的薄膜可能只有百分之几十，而软质包装膜与部分弹性膜能够达到百分之几百。
拉伸弹性模量。取自应力—应变曲线初始近似直线段的斜率，反映材料的刚性。薄膜的模量对取向非常敏感，纵向与横向往往存在差别，因此报告需要写明取样方向。
屈服与屈服点。以聚烯烃类树脂制成的薄膜，曲线在屈服点附近会出现斜率变化，屈服应力与屈服应变是描述材料由弹性向塑性过渡的参数，部分体系还会出现细颈与冷拉平台段。
定伸应力与定负荷延伸。前者是规定伸长率下对应的应力，后者是规定负荷下对应的伸长量，属于条件性指标，要求设备能够捕捉指定变形量或指定载荷对应的瞬时数据。
撕裂、剥离与热封强度等相邻指标。同一台设备在更换夹具与附件之后，往往还要承担直角撕裂、裤形撕裂、剥离、热封强度等项目。对薄膜企业来说，一台设备能覆盖的项目越多，检测安排的灵活度越高。
理解了这些指标的物理含义，再去读设备指标，就会明白为什么采集频率、通频带、采样分辨力、传感器通道数这些参数值得逐项关注：它们分别决定曲线的横向分辨能力、信号的真实程度、纵轴的细致程度以及变形测量能扩展到哪里。
塑料薄膜与薄片类。GB/T 1040.3 针对塑料薄膜与薄片规定了试样形式、试验速度与结果计算；ISO 527-3 与之相对应；ASTM D882 是国际上常用于薄塑料片材拉伸测试的方法。这类标准对试样宽度、标距、夹具间距与夹持方式都有具体要求。
包装与复合膜类。复合膜、软包装材料除拉伸之外，还要看剥离强度、热封强度与抗穿刺性能，相关方法分散在包装材料的标准体系中，检验测试的项目往往成套出现。
专用薄膜类。电气用塑料薄膜有专门的试验方法标准，对厚度、取样与电性能一并规定；电池隔膜则多参照塑料薄膜拉伸与穿刺方法，并结合自己产品质量标准执行。
通用金属材料类（资料配置）。需要说明的是，本篇所依据的资料在软件中预置了 GB/T 228.1-2010 与 GB 7314-2005 两项试验方法，分别对应金属材料室温拉伸与室温压缩类试验；资料同时说明程序采用开放的数据库结构，可添加自定义标准与试验参数，并支持 GB、GB/T、BS、ASTM、ISO 等多种标准体系，也可按用户想要定制特殊试验方法。因此同一套测控系统既能按预置方法运行，也能按薄膜类的标准另行建立试验方案。
需要提醒的是，标准规定的试样尺寸、试验速度与夹具形式，本身就是试验结果的组成部分。同一批薄膜采用不一样速度测得的强度与伸长率会有差别，采用不一样标距与宽度试样的结果也会不同。因此报告要写明所依据的标准、速度、试样尺寸与取样方向，不同条件下的数据不宜直接比较。
一台薄膜拉伸强度测试仪，可以按功能分成几个部分来看：机械承载与传动部分、夹具部分、传感器部分、控制与采集部分、测控软件部分。本篇资料针对的是其中的控制与采集部分以及测控软件，属于整机的控制中枢。
机械承载与传动部分。机架提供试验所需的空间与刚度，移动横梁沿立柱运行，由驱动系统带动上下移动，形成对试样的轴向加载。机架刚度的作用常被低估：刚度不足会在曲线初始段引入额外柔度，使测得的弹性模量偏低。
夹具部分。薄膜又薄又滑，夹持区容易打滑也容易被压伤。夹面形式、夹持压力与对中程度，都会在结果上留下痕迹。装夹时上下夹口要正对，试样不能歪斜，夹持区要避开有效标距段。
传感器部分。力量传感器负责把载荷转换为电信号，位移与变形装置负责把伸长量转换为电信号。资料所述系统一台主机配置三个模拟传感器通道，分别是力、变形、扩展通道；同时配置三个光电编码器接口，两个用于测量大变形，一个用于测量位移。这样的通道安排，使得同一台机器可以同时接入力、变形与位移三路信号，并在试验中按需切换。
控制与采集部分。控制管理系统的任务是把传感器信号采集进来、把驱动指令发出去，并按设定的控制方式闭环运行。资料所述系统以 ARM 与 CPLD 为平台，配 ARM CortexM3 处理器，与上位机之间通过 USB2.0 通讯。
测控软件部分。软件承担试验方法设定、试样数据录入、曲线显示、结果计算与报表输出等任务，是操作者每天直接面对的部分。
把这五部分的关系理清之后，再看设备指标就有了落点：机械与夹具决定试样能不能被正确加载，传感器决定信号能不能被真实取得，控制与采集决定数据够不够密、够不够准，软件决定这一些数据能变成什么。
试验结果及曲线分析：曲线坐标预设或在线设置，曲线平移与缩放，数据可通过曲线遍历与回放查看，可在曲线上显示、修改与保存结果点
试验报告：支持 Word 与 Excel 格式报告输出，具备定制、预览、输出与导出功能
全程显示拉试验力、压试验力，分辨率可按需要自行设定，可自动校准与检定，全程分辨率保持不变
全程显示变形，分辨率可按需要自行设定，可自动校准与检定，全程分辨率保持不变
曲线类型：力—时间、变形—时间、位移—时间、应力—时间、应变—时间、力—变形、力—位移、应力—应变
软件基本功能可计算的项目：弹性模量、上屈服强度、下屈服强度、抗拉强度、规定塑性延伸强度、规定总延伸强度、规定残余延伸强度、规定非比例延伸力、规定非比例延伸强度。
关于整机机械与电气参数的说明：本篇资料为控制与测控软件部分的使用说明书，未给出额定量程、速度范围、行走空间、测试宽度、机台尺寸、电源与功率等整机级别的机械与电气参数，这部分内容应以设备铭牌、出厂资料与订货技术协议为准。
处理器与运算能力。资料所述系统以 ARM 与 CPLD 为平台，主控处理器为 ARM CortexM3，主频 72MHz。处理器主频决定单位时间内能完成的运算与判断；采集与控制都在同一颗芯片上完成时，主频越高，留给采样、滤波与闭环运算的时间就越宽裕。
采集频率与通频带。采集频率为 120Hz，通频带不低于 20Hz。采集频率决定每秒能记录多少个数据点，通频带决定系统能如实反映多快的变化。薄膜拉伸在断裂瞬间载荷会快速跌落，如果采集频率偏低，峰值位置可能被跳过，测得的强度就会偏低；通频带偏窄，则曲线的细节会被平滑掉。
同步采集与通道数。系统具备 6 通道同步数据采集能力，含三个模拟通道与三个数字通道。同步的含义是各路信号在同一时间基准下被记录，这样力与变形之间才不存在时间错位。对需要同时看力、变形与位移的试验，同步采集让曲线之间的关系可靠。
采样分辨力。采样分辨力大于 300,000 码，也就是在满量程范围内把信号分成不少于三十万份。分辨力越细，小载荷段的阶梯感越弱，曲线越平滑，读取屈服点与规定延伸强度时的定位越清楚。
闭环控制。系统采用自适应 PID 闭环控制算法，对力、位移、变形实现数字三闭环控制。闭环的意义在于：控制管理系统不断把实测值与设定值比较，并据此修正驱动信号。薄膜试验常用位移控制，某一些场合需要力控或变形控，三闭环为这些控制方式提供了基础。资料同时说明，闭环试验过程中具备实时保护与自愈功能，用于避免横梁失控快速移动一类情况。
通讯方式。控制器与上位机采用 USB2.0 通讯。通讯环节一旦堵塞，界面上的曲线会出现停顿或跳变。USB2.0 的带宽对常规试验足够，资料也称其可适应较强干扰环境下的长时间运行。
联机与用户管理。软件支持联机与脱机两种状态，部分功能脱机也可使用；具备用户权限管理与多用户管理，不同操作者可以有不同的权限范围。
硬件与传感器管理。可以编辑主机参数与传感器硬件参数，可以管理多个传感器信息，包括方向辨识、校准、检定与切换。换用不同量程的传感器之后，只要在软件中完成切换与校准，不必更换整台设备。
执行标准与试验方案管理。能添加自定义试验标准与试验参数，并导入导出试验标准；编辑好的试验方案可以导入到其他试验机使用。对于有多个实验室或有多台同型设备的企业，这一项的价值在于方案的复用。
曲线显示与结果分析。曲线显示提供单图与多图两种方式：单图显示任意一组需要的曲线；多图显示可按需同时显示三组曲线，便于对比。结果分析支持曲线坐标的预设或在线设置、曲线的平移与缩放，数据可通过曲线遍历与回放查看，并可在曲线上显示、修改与保存结果点。
试验报告与数据管理。报告支持 Word 与 Excel 两种格式输出，具备定制、预览、输出与导出功能；试验数据采用数据库方式管理，可查询、删除与保存，也可继续未完成的批量试验。
单位、修约与加密。可根据自身的需求增加各种单位，可按标准要求对结果项进行各种修约；可通过加密工具设置控制器的使用期限。
与手控器配合。手控器功能与软件运动控件功能对应，装夹试样、调整横梁位置这类操作既可以在软件中完成，也可以用手控器完成。
资料用较大篇幅介绍了软件界面，这里把其中与日常操作关系比较密切的几处整理如下。
主界面区域。主界面显示试验参数与试验状态，每次试验能添加任意个样品；各窗口显示的参数名称、单位与小数点位数都可以按需要调整。
试验控制及状态栏。这一区域集中了横梁移动与试验动作的控制：可以设定横梁移动距离、设定横梁移动速度、向上移动、向下移动、开始试验、停止，以及力回零、全清零、位置回零、变形切换等按钮。横梁移动速度的单位是 mm/min，既用于装卸试样，也可以在试验运行中动态改变工作速度，该速度值同时也是向上移动与向下移动按钮的速度设置。位移清零对需要自动返回的试验是必要步骤。
用户参数界面。在已编辑好的试验方案中选择方案，界面会显示出该方案的简略信息，随后录入测试试样的基础信息。每次试验前把试样宽度、厚度、标距等参数录准，结果计算才有正确的前提。
单图结果界面与单图分析界面。结果界面显示试验方案中预先编好的用户参数与结果参数，并提供生成报告与曲线分析两个入口；在坐标区域点击鼠标右键能改变 X、Y 轴坐标。分析界面用于对曲线做进一步处理，包括在曲线上定位与修改结果点。
多图显示界面。可以同时看到三幅任意坐标的曲线图，坐标按试验方案中的坐标设置更改。对薄膜试验来说，把纵向与横向试样的曲线放在一起对比，往往比逐条查看更容易看出取向差异。
复查界面。用于对历史试验数据来进行查询、分析与出报告，可以按文件名、日期、方案及其他条件查询；按文件查询时能打开输出文件夹中保存的曲线，勾选之后观看曲线。
下位机速度参数设置。这一部分即手控盒参数设置，用于设定与软件运动控件相对应的运行参数。
校准的作用是修正当前传感器的校准系数。资料给出的步骤按力传感器、位移传感器与大变形三类分别说明。
力传感器校准。其一是按要选择校准方向，并在速度设置中设定校准过程中切换的速度；其二点击重新校准按钮，此时读数与保存系数按钮变为可用；其三在标准值列输入欲标定的标准值点，其中起初的标定点默认为零点且不可改变；其四是校准开始前点击清零，使校准数据的首段被自动填充，校准从第二段开始；其五根据校准方向点击设定上或设定下，电机按选定的速度运行，运行过程中逐步更改速度选择能调节工作速度；其六当标准设备到达设定的标准值时点击读数据按钮，数据被记录在相应段号；其七校准完毕后点击保存系数更新系数；其八重新联机以使新的校准系数生效。
位移传感器校准。点击重新校准之后在标准值列输入标定点，设定位移速度，开始前清零，接着点击设定上或设定下使电机运行；到达标准值时记录数据；完毕之后保存系数并重新联机。
大变形校准。若对应的大变形设备具备了双滑轮标识，则需要对双滑轮设备的大变形二通道单独校准，步骤与位移传感器类似。
校准的要点有两个：一是要用可溯源的标准器作为参照，二是校准完成之后要重新联机使系数生效。资料中反复出现的重新联机以使新的校准系数生效这一步，在真实的操作中不应省略。
标准列表。用于设置试验依据的标准信息，支持添加、修改、删除与查询，也支持标准的导出与导入；资料说明标准导出的默认路径为程序目录下的备份文件夹，待导入的标准库也需先备份到该文件夹。
定义参数。用于为每个标准定义参数，供试验方案的用户参数与结果参数使用。资料把标准中的参数分为两类：用户参数一般是做试验前需要用户输入的数据，比如试样直径、试样标距、引伸计标距、试样宽度、厚度等；结果参数一般是试验停止之后，软件依据采样的原始数据按编辑好的公式计算出来的值，比如弹性模量、抗拉强度、屈服力等。参数能添加公式，公式中可用的符号包括加、减、乘、除以及平方根、自然对数、正弦、余弦等运算，参数类型分为基本信息参数、扩展参数、常量与临时变量四类。
试验方案编辑。资料把编辑试验方案分成四个步骤：基本信息参数、速度设置、坐标设置、用户参数。基本参数步骤中要关联方案依附的标准信息、设定试验方向、设定试验材料形状并根据设定计算试样截面积、设定变形计算的数据源；速度设置步骤用于设定试验采用的控制方式与细节；坐标设置用于设置曲线的坐标与单位；用户参数步骤用于把试验所需的用户参数加入方案。方案中还提供预加载、位移清零、变形清零、试验结束自动返回、自动判断断裂、变形切换等选项。资料特别提示，硬质试样严禁设置自动返回。
对薄膜这类材料来说，有几处设置值得留意：变形计算的数据源在没有变形装置的试验下应设定为位移；预加载可以让试样在正式记录前先进入张紧状态，避免初始段的松垮影响读数；自动判断断裂适合薄膜的低载荷破坏形态，但阈值要设得合适。
其二是选择一个现有的合适方案，或者先添加试验方案并设定相关参数，包括试验速度、试验方向、试样形状以及试样默认参数等。
其五是根据试样尺寸用手控盒调整横梁位置，安装好夹具，设置限位开关，把横梁调整到合适位置之后在软件中对位移清零，把当前位置设为零点；若需要自动返回，对位移清零是必须的。随后对力传感器清零。
其八是达到引伸计切换条件时卸下引伸计；采用引伸计做试验时这一步不可省略。
其十是如需继续试验，重复装夹到卸样的步骤；之后生成试验报告，脱机、退出软件，关闭电脑与试验机主机电源。
资料在这一部分还提示：由于不同用户订购的机型不同，使用方式与执行的标准也有差别，软件中未必包含说明书里提到的所有功能，也不保证软件内容与说明书内容一致；说明书按出版当时开发的软件编制，随着产品改进，书中内容可能与之后生产的软件有所修改。这一段提示值得留意，真实的操作应以随机软件与出厂资料为准。
其一，试样制备与取样方向。薄膜的纵向与横向性能差别常见，取样方向必须在报告中写明。裁样时边缘要平齐光滑，有毛刺或缺口时破坏会从缺口起始，强度读数偏低。
其二，厚度测量。薄膜厚度本身很小，厚度误差会被直接放大到应力计算结果里。测厚点数量要足够、分布要覆盖有效段，记录要齐全。
其三，夹持与对中。薄膜容易打滑，夹持压力不足会在加载中滑移，位移读数虚增；夹持压力过大或在夹口处产生应力集中，试样可能从夹口附近断裂，数据失效。上下夹口要对中，试样轴线要与加载方向一致。
其四，速度选择。同一材料在不同速度下的强度与伸长率并不相同。速度要按所执行标准规定设定，报告中一并写明。
其五，变形观测方式。采用引伸计、大变形装置还是位移数据作为变形来源，会使同一条曲线呈现出不同的初始段形态。变形来源的选择要与标准规定和试验目的匹配。
其六，状态调节。薄膜对环境的温湿度较为敏感，吸湿之后的力学表现会变化。试样在测试前的状态调节时间与环境条件应在作业文件中明确规定。
其七，采集参数。采集频率与通频带决定曲线的细致程度。断裂瞬间的载荷跌落很快，采集频率不足会使峰值偏低。对于薄膜这类破坏过程较快的试样，采样能力尤为关键。
其八，结果处理与修约。结果参数的公式、修约方式与判定上下限应事先在软件中设好。同一批数据按不同公式或不同修约规则处理，可能得到不同的结论，报告要写明处理方式。
夹具：每次试验之后清理夹面的碎屑与胶迹；发现夹面磨损、打滑时立即处理；不同项目建议用专用夹具，避免交叉污染。
传感器：力量传感器属于精密部件，避免超载与撞击；连接线不要拉扯、不要碾压；发现读数漂移时按校准流程重新校准。
横梁与传动：按说明书要求按时进行检查丝杆与导轨的润滑与清洁情况，长期不用时做好防尘。
限位开关与安全装置：每次试验前确认限位开关有效；紧急停机按钮位置要熟悉。
软件与数据：定期备份试验数据与试验方案；软件运行环境按要求配置；不要随意修改系统设置与系数。
环境：设备安放在平稳、干燥、无明显振动与腐蚀性气体的场所，供电电源要符合设备标示的电压与频率要求。
包装薄膜。用于检测聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚酰胺等包装膜的拉伸强度与断裂伸长率，也用于评估热封与剥离性能。
农用薄膜。农膜要经受风载与卷放作业，拉伸强度与断裂伸长率是常规检验测试项目。
电池隔膜。隔膜的机械强度关系到电池安全，拉伸强度、穿刺强度与热收缩性能常一并考核。
光学膜与功能膜。增亮膜、扩散膜、离型膜、保护膜等在生产与贴合过程中要经受多次拉伸与剥离，力学数据是过程控制的依据。
医用与药用包装膜。这类材料对稳定性的要求比较高，检验数据要能够复现与追溯。
薄膜材料研发。高校与科研院所在研究配方、取向工艺与界面改性时，需要成组、可比的拉伸数据。
来料与成品检验。企业质量部门用标准方法对来料与成品做判定，报告要写明标准、速度与试样尺寸。
第三方检验测试的机构。检验测试的机构以标准方法出具报告，对设备的稳定性、数据管理与报告输出能力要求较高。
采集能力继续提高。随着薄膜越做越薄、破坏过程慢慢的变快，对采集频率与通频带的要求会继续提高，以便把断裂瞬间的峰值如实记录下来。
小载荷高分辨。薄膜的破坏载荷偏低，对传感器的分辨力与稳定性要求更高，小量程传感器与多通道配置会成为常态。
控制方式更灵活。力控、位移控、变形控的组合运用会更多，闭环控制的参数自适应性会成为衡量系统水平的一项内容。
软件与数据管理强化。试验方案的复用、标准的导入导出、报告格式的定制、数据的查询与追溯，这些能力在企业质量体系与实验室管理中的地位会慢慢的重要。
联机与自动化。设备与实验室信息系统的对接、批量试验的连续执行、不正常的情况的实时保护，是这类设备持续演进的方向。
薄膜拉伸强度测试仪 BWN-10kn 面向的是薄膜与软质材料的拉伸力学测试需求。从资料给出的指标组合看，思路比较清楚：以 ARM 与 CPLD 平台配合 ARM CortexM3 处理器，用 120Hz 的采集频率与不低于 20Hz 的通频带覆盖薄膜较快的破坏过程，用 6 通道同步采集与三个模拟传感器通道、三个光电编码器接口把力、变形、位移三路信号收进来，再用自适应 PID 三闭环控制与 USB2.0 通讯把数据稳定地送到上位机。测控软件则把标准、方案、曲线、结果与报告串成一条链。
用好这类设备的关键，在于把标准、试样制备、夹持方式、采集参数与环境条件一并管理起来——设备提供数据，方法决定数据是不是站得住。
