材料试验机是用来测定材料的各种力学性能、工艺性能、结构强度等特性的仪器，它广泛应用于各科技领域和工业生产质量保证体系。目前国内外电子材料试验机大多存在精度不够高、抗干扰性能较差等缺点。材料试验机测试系统是影响试验机综合性能的关键因素。基于以上背景，本文对基于USB数据交换的高性能材料试验机测试系统进行了开发与研究。 在分析和比较国内外先进材料试验机的基础上，结合具体的工程应用背景，本课题对材料试验机的机械部分、数据采集系统、USB通信系统和上位机测试软件等主体组成进行了系统的分析与研究，在此基础上确定了基于USB数据交换的高性能材料试验机测试系统的整体方案。本文重点研究了材料试验机的数据采集系统和USB通信系统，设计并开发了数据采集系统的软硬件、USB通信系统以及上位PC机的数据分析处理及显示系统。本测试系统下位机系统采用单片机作为主控制器，为提高测试系统的精度与速度，选用24位∑-△AD转换器ADS1256，它是数据采集系统的核心部件；采用Philips公司的PDIUSBD12作为USB功能接口芯片，它是USB通信系统的核心部件，符合USB1.1规范，实现上下位机数据通信。上位机测试软件以LabView为开发平台，系统可实现多种复杂的数据采集与分析处理功能，实时显示载荷-位移、载荷-时间、位移-时间、应力-应变、应力-时间等各种特性曲线。通过实验验证，本系统达到了16位的测试精度，符合国家标准0.5级电子材料试验机的要求，具有方便、快速、准确等特点和一定的实际应用价值。