萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)是由測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及電腦（電腦系統(tǒng)型拉力試驗(yàn)機(jī)）等結(jié)構(gòu)組成。

　　如果將現(xiàn)市面上的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)按照用途分類，可劃屬為測(cè)定機(jī)械性能的試驗(yàn)機(jī)。按照試驗(yàn)機(jī)的用途可將所有試驗(yàn)機(jī)分為兩類：

　　1、測(cè)定機(jī)械性能的試驗(yàn)機(jī)

　　與萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)同屬測(cè)定機(jī)械性能的試驗(yàn)機(jī)這一大類的還有：A-靜負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)：包括拉力試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)、復(fù)合應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)、蠕變?cè)囼?yàn)機(jī)、持久強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)、松弛試驗(yàn)機(jī)以及硬度計(jì)中的布氏、洛式和維氏硬度計(jì)。B-動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)：包括沖擊試驗(yàn)機(jī)、疲勞試驗(yàn)機(jī)以及硬度計(jì)中的沖擊布氏和肖氏硬度計(jì)。

　　拉力試驗(yàn)機(jī)配套設(shè)備：高低溫試驗(yàn)箱，高溫爐、低溫箱、各種制具。

　　拉伸試驗(yàn)高溫爐：配套使用于液壓萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)為其試樣提供高溫環(huán)境。電爐外殼采用不銹鋼制作，爐膽采用上、中、下三段加熱，三個(gè)溫度控制器分別控制三組加熱絲，爐膛內(nèi)溫度均勻。采用PID模糊控制方式，試驗(yàn)溫度過(guò)沖小，控制精度高，是高等院校、科研機(jī)構(gòu)、廠礦材料研究單位的高性能材料試驗(yàn)設(shè)備。可以根據(jù)使用環(huán)境要求與主機(jī)任意組合使用，可完成各種金屬、非金屬的高溫拉伸試驗(yàn)，并能達(dá)到各種特殊行業(yè)（如塑料、橡膠）等的使用要求。做常溫試驗(yàn)時(shí)只需把高溫爐移開(kāi)，可*GB/T4338-2006，HB5195-1996中圓棒試樣、矩形試樣、管材等，在特殊環(huán)境溫度下的強(qiáng)度檢驗(yàn)。

　　2、工藝試驗(yàn)用試驗(yàn)機(jī)

　　萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)工藝試驗(yàn)用試驗(yàn)機(jī)：包括杯突試驗(yàn)機(jī)、彈簧試驗(yàn)機(jī)、彎曲試驗(yàn)機(jī)和線材扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)。

　　力值測(cè)量

　　通過(guò)測(cè)力傳感器、放大器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量，常用的測(cè)力傳感器是應(yīng)變片式傳感器。

　　所謂應(yīng)變片式傳感器，就是由應(yīng)變片、彈性元件和某些附件（補(bǔ)償元件、防護(hù)罩、接線插座、加載件組成），能將某種機(jī)械量變成電量輸出的器件。應(yīng)變片式的拉、壓力傳感器國(guó)內(nèi)外種類繁多，主要有筒狀力傳感器、輪輻式力傳感器、S雙連孔型傳感器、十字梁式傳感器等類型。

　　從材料力學(xué)上得知，在小變形條件下，一個(gè)彈性元件某一點(diǎn)的應(yīng)變ε與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變形成正比。以S型傳感器為例，當(dāng)傳感器受到拉力P的作用時(shí)，由于彈性元件表面粘貼有應(yīng)變片，因?yàn)閺椥栽膽?yīng)變與外力P的大小成正比例，故此將應(yīng)變片接入測(cè)量電路中，即可通過(guò)測(cè)出其輸出電壓，從而測(cè)出力的大小。

　　對(duì)于傳感器，一般采用差動(dòng)全橋測(cè)量，即將所粘貼的應(yīng)變片組成橋路，R1、R2、R3、R4，實(shí)際為阻值相等的4片（或8片）應(yīng)變片，即R1=R2=R3=R4，當(dāng)傳感器受到外力（拉力或壓力）作用時(shí)，傳感器彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變而使各電阻值發(fā)生變化，其變化值分別為△R1、△R2、△R3、△R4，結(jié)果原來(lái)平衡的電橋，現(xiàn)不平衡了，橋路就有電壓輸出。

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，外力P引起傳感器內(nèi)應(yīng)變片的變形，導(dǎo)致電橋的不平衡，從而引起傳感器輸出電壓的變化，我們通過(guò)測(cè)量輸出電壓的變化就可以知道力的大小了。

　　一般來(lái)說(shuō)，傳感器的輸出信號(hào)都是非常微弱的，通常只有幾個(gè)mV，如果我們直接對(duì)此信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，是非常困難的，并且不能滿足高精度測(cè)量要求。因此必須通過(guò)放大器將此微弱信號(hào)放大，放大后的信號(hào)電壓可達(dá)10V，此時(shí)的信號(hào)為模擬信號(hào)，這個(gè)模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)多路開(kāi)關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，至此，力的測(cè)量告一段落。

　　形變測(cè)量：

　　通過(guò)形變測(cè)量裝置來(lái)測(cè)量，它是用來(lái)測(cè)量試樣在試驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的形變。該裝置上有兩個(gè)夾頭，經(jīng)過(guò)一系列傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與裝在測(cè)量裝置頂部的光電編碼器連在一起，當(dāng)兩夾頭間的距離發(fā)生變化時(shí)，帶動(dòng)光電編碼器的軸旋轉(zhuǎn)，光電編碼器就會(huì)有脈沖信號(hào)輸出。再由處理器對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理，就可以得出試樣的變形量。

　　橫梁位移測(cè)量：其原理同變形測(cè)量大致相同，都是通過(guò)測(cè)量光電編碼器的輸出脈沖數(shù)來(lái)獲得橫梁的位移量。