試驗機是用于對材料、零部件或產品進行力學性能測試的精密設備，其工作原理基于力與變形的關系，通過加載、測量、控制和數據處理等環節，實現對材料性能的評估。

加載系統

加載系統是試驗機的核心部件之一，用于對試樣施加載荷。以電子萬能試驗機為例，它將試樣裝夾在夾具的兩個夾頭之間，兩夾頭做相對運動，通過電機驅動絲杠等方式實現精確的力控制，保證試驗過程中載荷的線性增加。液壓萬能試驗機則由高壓油泵向工作油缸供油，通過活塞運動推動臺板和上橫梁向上運動，進行試樣的拉伸或壓縮試驗。

測量系統

測量系統用于實時監測加載力的大小和試樣的變形量。電子萬能試驗機通過位于動夾頭上的力值傳感器和機器內置的位移傳感器，采集試驗過程中的力值變化和位移變化。力傳感器將施加到樣品上的力轉換為電信號，位移傳感器則檢測材料的拉伸行為，以提供關于材料伸長量、位移和形變的信息。

控制系統

控制系統負責控制加載的速度、方式和停止條件。現代試驗機配備了先進的計算機控制系統，能夠實現自動化操作和實時監控。它可以根據設定參數自動調整加載速率，并能夠記錄和分析試驗數據。例如，在拉伸試驗中，當達到試樣的屈服點或斷裂點時，控制系統會自動停止試驗。

數據處理系統

數據處理系統對測量得到的數據進行分析和處理，計算出諸如屈服強度、抗拉強度、彈性模量等重要的力學性能參數。它通過實時數據采集和分析，能夠迅速生成力 - 位移曲線、應力 - 應變曲線等，幫助研究者更直觀地理解材料特性。

例如，在金屬拉伸試驗中，首先將金屬試樣安裝在試驗機的夾具上，然后啟動試驗機，加載系統開始施加拉力。隨著拉力的增加，金屬試樣逐漸伸長，測量系統同步記錄力和變形的數據。當達到試樣的屈服點或斷裂點時，試驗結束，數據處理系統得出相應的力學性能指標。