MYJ-1 靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀

1. 概述

MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀是測(cè)試結(jié)構(gòu)或材料受力后的應(yīng)變采集、存儲(chǔ)與分析的測(cè)試儀，它接配電阻應(yīng)變計(jì)和各種電阻應(yīng)變式傳感器，可以測(cè)量應(yīng)變(應(yīng)力)、拉壓力、壓強(qiáng)、扭矩、位移、傾角、溫度等物理參數(shù)的變化量，是我公司專(zhuān)門(mén)為機(jī)械，土建、水利、車(chē)輛、船舶、橋梁、鐵道、交通等專(zhuān)業(yè)的科研機(jī)構(gòu)、工礦企事業(yè)和大中專(zhuān)高等院校在科研、設(shè)計(jì)、教學(xué)、生產(chǎn)和施工中，進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試的一種性?xún)r(jià)比好的新型精密測(cè)試儀，也是我公司的*之一。 

測(cè)試儀特點(diǎn)：

1.1測(cè)試儀在設(shè)計(jì)中，采用了單片機(jī)技術(shù)、每通道獨(dú)立的超低噪聲和可編程的ADC、液晶屏和大規(guī)模集成電路，外觀也采用了人性化設(shè)計(jì)，視域尺寸為114mm*64mm的液晶屏可以多信息顯示應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)和相關(guān)的測(cè)量狀態(tài)，采用可靠的以太網(wǎng)用以連接測(cè)試儀和計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序的實(shí)時(shí)傳輸，并用以擴(kuò)展多機(jī)通訊，還帶有RS232或RS485通訊接口，可以和計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊等功能。

1.2測(cè)試儀本身，帶有12個(gè)測(cè)點(diǎn)，zui多可擴(kuò)展到8組96個(gè)測(cè)點(diǎn)。為減小各通道切換過(guò)程中接觸電阻變化影響，特別采用每通道獨(dú)立ADC設(shè)計(jì)，可獨(dú)自對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)調(diào)平衡、靈敏系數(shù)等參數(shù)設(shè)置。

1.3測(cè)試儀各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變電橋，可獨(dú)自任意組成1/4橋、半橋和全橋連接等幾種方式。

1.4測(cè)試儀經(jīng)過(guò)上述精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的制造工藝，從而使產(chǎn)品具有準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，且可人工測(cè)讀，又可自動(dòng)測(cè)試的雙重操作特點(diǎn)，從而使性?xún)r(jià)比更高，是值得廣大用戶(hù)*的*之一。

1.5關(guān)鍵詞：分組——12通道為一組，一臺(tái)測(cè)試儀zui多可擴(kuò)展至8組96通道即96個(gè)測(cè)點(diǎn)，每臺(tái)測(cè)試儀用各自的以太網(wǎng)口通過(guò)外部HUB互相連接組網(wǎng)擴(kuò)展；

通道——每組中的獨(dú)立采集數(shù)據(jù)通道，即測(cè)點(diǎn)。

2 工作原理

2.1 MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀的電路原理方框圖參見(jiàn)圖（1）所示：

(圖1) 數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀的電路原理方框圖

2.2 電橋工作原理參見(jiàn)圖（2）所示：

圖中：Rg—測(cè)量電阻應(yīng)變計(jì)；

Rd—補(bǔ)償電阻應(yīng)變計(jì)；

R—內(nèi)橋電阻，一般為120Ω；

A、C為供橋電壓U；

B、D為輸出電壓Δu。

（圖2）電阻應(yīng)變電橋的工作原理圖

電阻應(yīng)變計(jì)的電阻效應(yīng)，可用公式R=ρL/F（即應(yīng)變計(jì)電阻R與金屬絲材長(zhǎng)度L和電阻率ρ成正比，與它的截面面積F成反比）。對(duì)某試件進(jìn)行應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)試時(shí)，當(dāng)試件受到外力作用時(shí)隨之產(chǎn)生變形，應(yīng)變計(jì)的電阻值將會(huì)產(chǎn)生一微小的增量△R變化，此時(shí)電阻應(yīng)變計(jì)的單位電阻增量△R/R與應(yīng)變量△L/L在線(xiàn)性范圍內(nèi)成正比例關(guān)系，可用電阻應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)K值，可由（1）式表示：

           ΔR    ΔL    ΔR

K= —— / —— = —— / ε               （1）

            R      L      R

當(dāng)進(jìn)行電阻應(yīng)變測(cè)試時(shí)，由于測(cè)量應(yīng)變計(jì)的電阻值隨被測(cè)試件受力產(chǎn)生應(yīng)變變化，從而使電橋失去平衡，其輸出電壓Δu如（2）式所示：

             1     ΔR     1

Δu = —— U —— = ——KεU              （2）

        4      R      4

同理，如在全橋時(shí)，根據(jù)應(yīng)變電橋的橋臂加減特性，其輸出電壓Δu可得出與4個(gè)橋臂電阻變化的相關(guān)關(guān)系如（3）式所示：

U K             

Δu = —— （ε1-ε2+ε3-ε4）            （3）

4             

2.3 測(cè)量原理

2.3.1 對(duì)于1/4橋電路，根據(jù)上述應(yīng)變電橋工作原理，當(dāng)R=120Ω，U=2V，K=2.00時(shí)，如（4）式所示：

                      4Δu

              ε=————                    （4）

                       KU

式中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

       K — 電阻應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)；

      ε— 被測(cè)實(shí)際應(yīng)變量（µε）。

2.3.2 同理，對(duì)于半橋電路，如（5）式所示：

                      2Δu

              ε=————                    （5）

                       KU

式中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

       K — 電阻應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)；

      ε— 被測(cè)實(shí)際應(yīng)變量（µε）。

2.3.3 同理，對(duì)于全橋電路，如（6）式所示：

                        Δu

            ε=————                    （6）

                         KU

式中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

       K — 電阻應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)；

      ε— 被測(cè)實(shí)際應(yīng)變量（µε）。