DH3818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀使用方法0001

1、 DH-3818 靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀使用方法 、概述 DH-3818 靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀集數(shù)據(jù)采集箱、微型計(jì)算機(jī)及支持軟、硬件構(gòu)成。 可自動(dòng) /手動(dòng)、準(zhǔn)確、可靠、快速進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量。廣泛用于機(jī)械、土木、航 空航天、國(guó)防、交通等領(lǐng)域。若配接合適的應(yīng)變式傳感器，還可對(duì)壓力、扭矩、 位移、溫度等物理量進(jìn)行測(cè)量。 測(cè)試儀具有自動(dòng)平衡功能，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電阻，可方便實(shí)現(xiàn)全橋、半橋及 1/4 橋（公用補(bǔ)償片）連接。 二、主要技術(shù)指標(biāo) 1測(cè)量點(diǎn)數(shù)：每臺(tái)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀有 1 10 個(gè)通道，最多可同時(shí)測(cè) 10 點(diǎn)。每臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制 10 臺(tái)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀； 2程控狀態(tài)下采集速度： 10 測(cè)點(diǎn) /秒； 3測(cè)試應(yīng)變范圍： 19

2、999 4分辨率： 1 5系統(tǒng)不確定度：小于 0.5 3（程控狀態(tài)） 6零漂： 4 /2h（程控狀態(tài)） 7自動(dòng)平衡范圍： 15000，靈敏度系數(shù) K 2、120應(yīng)變計(jì)阻值誤 差的 1.5 ； 8電源電壓： 220V10%， 50Hz1% 三、工作原理 1 WESTON電E橋測(cè)量原理 現(xiàn)以 1/4橋，120橋臂電阻為例，加以闡述。如圖 1所示：圖 1左側(cè)為 WESTONE 電橋 圖 1 測(cè)量原理 AC 為電源端， A 點(diǎn)系直流電源正板 （Eg），C端系直流電源負(fù)極 （O）。B 端、D 端分別為輸出信號(hào)的 Vi+、Vi- 端。第一橋 臂（ AB ）為測(cè)量片電阻 Rg（120），第 四橋臂（ AD）

3、為補(bǔ)償片電阻 R（120）， 第二、三橋臂（ BC、 CD）為儀器內(nèi)標(biāo)準(zhǔn) 電阻 R（120 ） 由電橋原理，電橋的輸出電壓 Vi為： Vi 0.25EgK Eg為橋壓（ DC 2V）、 K為應(yīng)變片靈敏系數(shù)、 為輸入應(yīng)變量 ， 低漂移儀表放大器的輸出電壓 Vo為： Vo KFVi 0.25KFEgK KF為放大器的增益， 4Vo EgKKF (1) 當(dāng) Eg2 V K2時(shí)，（1）式為： 0 KF 對(duì)于 1/2 橋（半橋）電路 2Vo EgKKF 對(duì)于全橋電路 (2) Vo EgKKF 這樣，測(cè)量結(jié)果由軟件加以修正即可 (3) 2軟件功能 本系統(tǒng)的控制軟件工作于 Win9x 操作系統(tǒng)，軟件實(shí)現(xiàn)了文

4、件管理、參數(shù)設(shè) 置、平衡操作、采樣控制、數(shù)據(jù)查詢、打印控制功能 軟件使用說(shuō)明另述。 上圖為采集箱面板功能示意圖 1、2 RS232 通訊接口，其中 2 接口可以通過(guò)一根通訊電纜與計(jì)算機(jī)的 RS232通訊接口相連， 1 接口可以和下一臺(tái)機(jī)的通訊或擴(kuò)展接口相連， 如此結(jié)聯(lián)， 一臺(tái)計(jì)算機(jī)最多可控制十臺(tái)儀器。 3 通道號(hào)顯示數(shù)碼管。 4 風(fēng)扇。 5 應(yīng)變量及設(shè)置修正系數(shù)的顯示數(shù)碼管。 6 接地端子。 7 保險(xiǎn)絲座。 8 220V 電源輸入插座。 9 數(shù)子鍵十個(gè)，按此鍵，則顯示所按數(shù)值，此鍵在修改通道號(hào)和修正系 數(shù)時(shí)有效。 10 儀器電源插座。 11 自動(dòng)控制指示。 12 手動(dòng)控制指示。 13 應(yīng)變量指

5、示，當(dāng)此燈亮表示“ 5”數(shù)碼管顯示的是“ 3”數(shù)碼管顯示的 通道對(duì)應(yīng)的應(yīng)變量。 14 修正系數(shù)指示，當(dāng)此燈亮表示“ 5”數(shù)碼管顯示的是“ 3”數(shù)碼管顯示 的通道對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)。此時(shí)修正系數(shù)的改變可通過(guò)數(shù)值鍵來(lái)設(shè)置。 15 確認(rèn)鍵，按此鍵，則確認(rèn)通道號(hào)或修正系數(shù)。確認(rèn)通道號(hào)時(shí)，若通道 號(hào)數(shù)碼管閃爍不能確定通道，則按“ 17”退格鍵更改數(shù)值。確認(rèn)修正系數(shù)時(shí)，按 此鍵則將修正系數(shù)顯示切換到應(yīng)變量顯示。 16 設(shè)置鍵， 按此鍵將應(yīng)變量顯示切換為修正系數(shù)顯示， 此時(shí)可按數(shù)字鍵 來(lái)更改修正系數(shù)。 17 退格鍵， 按此鍵則閃爍的數(shù)碼管顯示退一位， 此鍵在修改通道號(hào)和修 正系數(shù)時(shí)有效。 18 平衡鍵，按此鍵則

6、平衡“ 3”數(shù)碼管顯示的通道，此鍵在通道號(hào)和修 正系數(shù)已確定時(shí)有效。 五、橋路的連接 橋路分 1/4 橋、半橋和全橋。接線時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)線頭放置于接線端子金屬壓片 下方，并擰緊固定細(xì)釘，盡量減少接觸電阻，以保證測(cè)量時(shí)的應(yīng)變讀數(shù)穩(wěn)定。 應(yīng)變測(cè)試儀有內(nèi)部電阻。在 1/4 橋、半橋連接時(shí)，內(nèi)部電阻和外接應(yīng)變片一 起組成 WESTON測(cè)E量電橋。全橋連接時(shí)， WESTON電E橋均由外接應(yīng)變片組成。 應(yīng)變測(cè)試儀橋路內(nèi)部電阻接線示意圖 Vi 補(bǔ)償 1 2 10 1/4 橋外接應(yīng)變片接線示意圖 補(bǔ)償 1 10 Eg （A ） Vi+ （B） 0 （ C） Vi- （D） 1/4 橋（多通道共用補(bǔ)償片）為單臂測(cè)量

7、橋路，多通道共用補(bǔ)償片，即各通 道的溫度補(bǔ)償橋臂是共用的，測(cè)量時(shí)溫度補(bǔ)償應(yīng)變片只需一枚 半橋外接應(yīng)變片接線示意圖 補(bǔ)償 1 10 Eg （A ） Vi+ （B） 0 （ C） Vi- （ D） 半橋，可以是一片工作片和一片溫度補(bǔ)償片組成半橋另補(bǔ)償橋路， 也可以是 兩片工作片組成自補(bǔ)償橋路 全橋外接應(yīng)變片接線示意圖 10 Eg （A ） Vi+ （ B） 0 （ C） Vi- （ D） 補(bǔ)償 1 全橋，四個(gè)橋臂均為外接應(yīng)變片。 六、靈敏系數(shù) K 的修正 在使用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)量應(yīng)變時(shí)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)變片的靈敏系數(shù)、導(dǎo)線情況 和電阻值進(jìn)行靈敏系數(shù) K 的修正。當(dāng)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀處于自動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，只 須在

8、參數(shù)設(shè)定時(shí)輸入實(shí)際參數(shù)值，應(yīng)變儀便自動(dòng)修正靈敏系數(shù) K 值。當(dāng)靜態(tài)電 阻應(yīng)變儀在手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，靈敏系數(shù)按下述方法確定K1、 K2、 K3 后，按 K K1 K 2 K 3 計(jì)算修正值，然后手動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的 K 修正值。 （一）K1為應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)修正值 本儀器設(shè)計(jì)時(shí)將應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)設(shè)定為“ 2”， 實(shí)際用的應(yīng)變片靈敏系數(shù)不 是“2”時(shí)須修正，取 K1 K2i ，Ki為實(shí)際使用的應(yīng)變片的靈敏系數(shù)值。 （二）K2為導(dǎo)線長(zhǎng)度的修正值 應(yīng)變片不考慮導(dǎo)線長(zhǎng)度電阻 RL 時(shí)，K21， 如導(dǎo)線較長(zhǎng)，一般 L 10m時(shí)， 根據(jù)接橋考慮單根導(dǎo)線電阻值 RL 時(shí) K2 1 RL 2R （三）K3為應(yīng)變計(jì)電阻的修正值

9、全橋和半橋時(shí)，橋路狀態(tài)為臥式橋，測(cè)量結(jié)果和等臂橋相同。 1/4 橋時(shí)，橋 路狀態(tài)為立式橋，儀器設(shè)計(jì)時(shí)四個(gè)橋臂電阻均設(shè)定為 120，若外接應(yīng)變片的電 阻值 R 與 120相差較大時(shí) （120 R 2） K3 R 120 七、應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)軟件使用簡(jiǎn)易程序 第一部分 準(zhǔn)備 1、開(kāi)機(jī) 打開(kāi)應(yīng)變儀和計(jì)算機(jī)電源，選擇“ DH3818應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)”，啟動(dòng)已經(jīng)安裝好 的測(cè)試軟件。 2、查找機(jī)箱 在啟動(dòng)軟件的同時(shí)會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)查找機(jī)箱的過(guò)程， 如果軟件自動(dòng)查找到采集箱 的機(jī)號(hào)，則在界面右下方的機(jī)箱狀態(tài)顯示區(qū)中， 機(jī)箱號(hào)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示燈被點(diǎn)亮， 應(yīng)變儀自動(dòng)切換到自動(dòng)控制。 若軟件沒(méi)能自動(dòng)找到機(jī)箱，則選擇菜單“操作”下

10、的“尋找機(jī)箱” 。界面出 現(xiàn)“通訊設(shè)置窗口”的對(duì)話框，端口設(shè)置選點(diǎn)“ COM”1，波特率設(shè)置選點(diǎn)“ 1200bps”， 然后點(diǎn)擊“查找機(jī)箱” ，看到機(jī)箱狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮。 3、參數(shù)設(shè)置 選擇菜單“參數(shù)設(shè)置”分別對(duì)以下三種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 “機(jī)箱特征”設(shè)置 “機(jī)箱號(hào)”：顯示已查找到的采集箱機(jī)箱號(hào)。 “起始測(cè)點(diǎn)、結(jié)束測(cè)點(diǎn)” ：顯示儀器在采集數(shù)據(jù)時(shí)的掃描范圍。 “比例系數(shù)”：用于修正儀器放大器可能出現(xiàn)的偏差，該系數(shù)通常情況下 為“ 1”，如發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)均出現(xiàn)同一方向的偏差，則可以通過(guò)該系數(shù)來(lái)修正。 “一組橋路 - 六組橋路”：分別對(duì)應(yīng)儀器的六組接線端子的橋路接入方式。 本實(shí)驗(yàn)室使用的 DH3818應(yīng)變測(cè)

11、試儀只有一組接線端子，包含 10 個(gè)測(cè)點(diǎn)（即 10 個(gè)通道）。一般情況下，每個(gè)通道只能接一種橋路。需要橋路混接時(shí)，應(yīng)根據(jù)應(yīng) 變儀的內(nèi)部電阻接線和外接一些短路線來(lái)完成。橋路方式有六種，依次為： “方式一” 1/4 立式橋； “方式二”半橋，其中第二橋臂接補(bǔ)償片； “方式三、方式四”半橋，兩橋臂均為工作片，無(wú)補(bǔ)償片； “方式五、方式六”全橋。 “電橋與試件”設(shè)置 分別輸入各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變片電阻值和靈敏系數(shù)值， 導(dǎo)線的電阻值 （一般情況為 0），變形試件材料的彈性模量和泊松比。 注意每輸入一個(gè)數(shù)值，必須按“回車” 鍵，否則輸入數(shù)據(jù)無(wú)效。 上述數(shù)據(jù)各測(cè)點(diǎn)相同時(shí)，可以用“緊縮模式” ，一次輸入便完成所有通道

12、的 設(shè)置，否則用“展開(kāi)模式”逐個(gè)通道逐項(xiàng)設(shè)置。 “測(cè)點(diǎn)特性”設(shè)置 “單位”：，應(yīng)變讀數(shù)顯示為整數(shù)，最小分辨率為 1，若顯示“ 52”即 表示測(cè)得的應(yīng)變?yōu)?52 10 6 。 “修正”：相當(dāng)于轉(zhuǎn)換因子，一般情況為“ 1”。 “描述”：用作標(biāo)記或注釋。 DH3818應(yīng)變測(cè)試儀軟件中無(wú)報(bào)警及測(cè)點(diǎn)選擇顯示功能。 第二部分 測(cè)試 1、創(chuàng)建一個(gè)新文件，并命名。 如 2004機(jī)自（ 3）班，第二批，第 5 組的同學(xué)可以將新文件命名為 “機(jī)自 040325.TST” 2、儀器平衡操作 在試件未受載荷作用時(shí)，選擇菜單“操作”下“平衡操作” 。出現(xiàn)“平衡選 擇窗”對(duì)話框?！皟H平衡選中號(hào)機(jī)”和“顯示平衡結(jié)果”兩項(xiàng)均

13、不選，點(diǎn)擊“確 定”。 3、采樣方式設(shè)定 選中“定時(shí)采樣”，設(shè)定“采樣間隔”為“ 1 秒”，“采樣次數(shù)”為“ 8”次， “平均次數(shù)”為“ 1”。 4、輸入信息測(cè)試狀態(tài) 當(dāng)試樣承受不同的載荷時(shí)，需要在“輸入信息測(cè)試狀態(tài)”選項(xiàng)中，手動(dòng)輸入 對(duì)應(yīng)的載荷數(shù)值。如未受載時(shí)輸入“ 0kN”，載荷為 1kN時(shí)，輸入“ 1kN”，依次類 推。 5、執(zhí)行采樣操作 點(diǎn)擊“執(zhí)行采樣操作” 即開(kāi)始按采樣方式設(shè)置進(jìn)行采集。 在“單次采樣” 下， 只執(zhí)行一次采集操作。在“定時(shí)采樣”下，按設(shè)置的相關(guān)參數(shù)，如采樣間隔、次 數(shù)、平均次數(shù)等進(jìn)行循環(huán)采集，直到設(shè)定次數(shù)為止 6、測(cè)點(diǎn)的平衡操作 在正式加載采樣前，為消除應(yīng)變初值，保證

14、無(wú)載荷時(shí)各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變實(shí)際輸 出均為零，應(yīng)在確定試樣無(wú)載荷時(shí)，先選擇菜單“操作”下的“平衡操作” ，然 后“執(zhí)行采樣操作”，查看各點(diǎn)的應(yīng)變值是否為“ 0”。若不為“ 0”，重復(fù)“平衡 操作”。多次重復(fù)后，仍不能為“ 0”，檢查接線，查找原因。 7、加載測(cè)量 完成測(cè)點(diǎn)的平衡后， 按實(shí)驗(yàn)要求平穩(wěn)加至所定載荷數(shù)值， 在“輸入信息測(cè)試 狀態(tài)”中手動(dòng)輸入此載荷值，然后“執(zhí)行采樣操作” ，依次類推直至加到最大載 荷。 注意，平衡操作必須在試件無(wú)載荷作用時(shí)執(zhí)行，當(dāng)試件承載時(shí)，不能執(zhí)行 平衡操作，否則會(huì)丟失測(cè)試結(jié)果，導(dǎo)致本次測(cè)量無(wú)效。 第三部分 數(shù)據(jù)管理 1、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化 在“執(zhí)行采樣操作”時(shí)，軟件會(huì)自動(dòng)按采樣方式設(shè)定的要求采樣，但界面上 只會(huì)顯示即時(shí)數(shù)據(jù)， 即正在采集的一組數(shù)據(jù)， 不顯示已經(jīng)采集的上一組數(shù)據(jù)。 在 此過(guò)程中操作者無(wú)須手工記錄任何數(shù)據(jù)。 完成一個(gè)測(cè)量循環(huán)，即從“ 0”載荷到最大載荷的若干次采樣后，選擇菜單 “文件”下的“打開(kāi)文件” ，選中初始命名的文件（如“機(jī)自 040325.TST”） “打開(kāi)”，在“文本轉(zhuǎn)換”中選中“所有采樣數(shù)據(jù)（ A）”，將其轉(zhuǎn)換為 Excel 文件 并保存。 可以把轉(zhuǎn)換文本和初始文件取同一名稱， 但需改變其擴(kuò)展名。 初始文件 的擴(kuò)展命為“ TST”，轉(zhuǎn)換為 Excel 文件后擴(kuò)展名為“ xls ”.