程控静态应变仪简介.ppt

程控静态应变仪简介,2009.3,一、基本原理,1.1 工作原理 电阻应变片是一种电阻式传感器，它以自身电阻的变化来反映需要测量的机械应变。将电阻应变片组成测量电桥，当桥臂电阻变化时，电桥就输出一个和其变化大小成线性关系的电压。通过对该电压进行放大，并对电阻应变片的灵敏系数K进行归一，就能使输出的电压大小和实际应变大小相对应。,1.2 测量电桥 R1，R2，R3，R4四个电阻组成电桥，E为供桥电源，U0为电桥输出电压。当R1= R2= R3= R4=R时，U0= UBC-UDC = 0，这时电桥平衡。 电阻应变片感受的应变是和它的电阻相对变化成线性关系的，R / R = K，式中K为应变片灵敏系数，为测量应变量。 当工作片R2产生电阻增量R时， U0 = (R2+R)E / (R1+ R2+R) R4E / (R3+R4) = (R+R) / (2R+R) R / 2R E = RE / (4R+2R) 由于RR，R / R = K,代入上式得 U0=1/4 KE（这是单片工作时的基本关系式，它表明等臂电桥输出电压和应变变化在一定范围内近似成线性关系。） 对双片工作（如R1R， R2+R） U0 = 1/2 KE（线性关系） 对四片工作（如R1R， R2+R， R3+R， R4R） U0 = KE （线性关系）,1.3 原理框图,二、YE2538 A静态应变仪简介,传统教学型静态应变仪操作繁琐，数据回复性差。YE2538 A静态应变仪采用智能化管理及优质的元器件，去除了影响测试回复性的拨动开关，大大提高了测试的稳定性及可靠性。业内首先采用串行通讯技术（RS-232C）将计算机测试手段引入教学型测试领域，同时也适应小型工程测试需要。,2.1 此仪器的主要特点, 智能化管理 电子开关切换，可靠性高 通道、桥路指示灯指示 双通道显示 自动平衡 两路独立补偿点 所有设置参数掉电保存 基于WINDOWS操作平台的应用软件,本仪器内置了单机片，其完成了采集、处理、显示、通讯等各种功能。 本仪器具有十一个测点，其中0通道专用测量力，1-10通道测量应变，且内置了由精密低温漂电阻组成的内半桥。同时提供了两路公共补偿片的接线端子，故每个测点都可通过不同的组桥方式组成全桥、半桥、1/4桥（公共补偿片）的形式。用户只需按桥路形式连接示意图连接应变片，并将桥路形式设为相应的桥路形式即可，测量时每个测点均有指示灯指示。,2.2 此仪器的工作原理,本仪器采用初读数法进行自动平衡。对某一测点进行自动平衡时，将显示并存储该点的初始不平衡量。在以后对该点的测量结果中将减去该存储的初始不平衡量，其效果等同于微调桥路使之平衡的方法，但操作更为简便。 本仪器的测量结果在实测结果减去初始不平衡量的基础上还要进行灵敏系数及应变片阻值的修正，但不进行桥路形式的修正。1/4桥（公共补偿片）测量时其结果即为实际应变量，但在半桥及全桥测量时其结果需根据测量的具体工作片及补偿片情况作进一步修正。 本仪器既可联机也可脱机工作。通过RS-232C串行口联机工作时可完成所有的测量工作。,2.3 此仪器的技术参数,1）量程：019999 2）分辨率：1 3）测量误差：0.2%FS2 4）平衡范围： 019999 5）灵敏系数范围：1.009.99 6）稳定性：预热30分钟后 A.时漂：零点漂移3/4h，示值漂移（示值0.1%+ 1 ）/2h B.温漂：零点漂移1/ ，示值漂移0.02%FS/ 7）应变片阻值：60999 8）供桥电压：DC1V 9）电源：AC 220V10%, 50Hz5% 10）正常工作环境：温度20 5，温度变化不超过1/小时 湿度（20-85）%RH 无腐蚀性气体，无工频强磁场干扰,2.4 面板说明,2.4.1 前面板,1）电源开关：本仪器交流220V/50Hz电源供电 2）数字显示屏：显示屏左五位用于提示状态和测力的显示，右五位用于显示测量值或设置信息 3）键盘：本仪器的参数设置及测量操作由键盘来完成（脱机方式） 数字键（09）：用来设置参数及选择测点 按键BAL：测量当前测点的初始不平衡量，将此值显示并存储 按键BIRD：设置桥路形式，设置范围：0，1，2，3 按键K：设置灵敏系数，设置范围：1.009.99 按键R：设置应变片阻值，设置范围：60999 按键MEAS：测量当前测点的应变量，并将此值显示 按键回车：按此键后将保存数据，并回到待命状态,2.4.2 上面板 1）接线端子排：采用优质接线端子排，不易损坏，连接可靠。在B，B点上安装了特制连接片，方便使用。选中某个测点时，对应指示灯亮。 2）桥路形式提示：选中某一种桥路形式时，相应桥路形式的指示灯点亮，请按该桥路形式的连接示意图连接应变片组桥。,2.4.3 后面板 1）电源插座（内置保险丝）：AC220V/50Hz/1A 2） RS-232C串行口：通过此端口和计算机RS-232C串行口联机，可由计算机完成所有的设置及测量操作 3）两路Q9电压输出，即力输出和应变输出。两路输出约为输入信号的100倍，电压范围2V,2.5 使用简介,2.5.1 根据实验及测试要求连接应变片 桥路形式的接法有三种：全桥、半桥、1/4桥（公共补偿） 具体接法如下： A. 全桥（图A，图B）：桥路形式设为4时对应全桥形式 B. 半桥（图C，图D）：桥路形式设为2时对应半桥形式 C. 1/4桥（公共补偿） （图E，图F）：桥路形式设为1时对应1/4桥形式,工作片,补偿片,注： a) 单点补偿时，用图D接法，只是此时B、C之间所接为补偿片； b）多点公共补偿时，用图E接法，将工作片接在相应测点的A、B端，并将B、B用特制的连接片相连，将公共补偿片接在补偿片连接端子上； c）多点公共补偿时，如工作片某一端已连接在一起，用图F接法，只需将各测点的A端及补偿片的A端都连接在该公共端上，工作片的另一端接在相应测点的B端，补偿片另一端接在另一补偿片端子上； d）接应变式传感器时，请根据传感器的组桥形式接成全桥或半桥。,2.5.2 打开电源预热30分钟 2.5.3 设置参数 1）选择1-10通道时，按R显示已存应变片的电阻值，再用数字键设置可闪烁的数字，设置范围60999，选择0通道时，按R显示力的限值，同样用数字键设置，设置范围020000显示值，如测量时力的数值超过限值，蜂鸣器发声，显示闪烁，按回车键保存数据。 2）选择1-10通道时，按K显示已存应变片的灵敏系数，再用数字键设置可闪烁的数字，设置范围1.009.99，选择0通道时，按R显示力的校正系数，同样用数字键设置，设置范围0.019.99显示值，按回车键保存数据。 3）设置桥路形式 按BRID显示桥路形式参数，再用数字键设置桥路形式，设置范围0（全桥），1（半桥），2（补偿1），3（补偿2）。 4）通道设置 选择通道19时，直接按数字键，选择通道0、10时，按0/10键切换。 5）按回车键，回到待命状态。,2.5.4 自动平衡 1）在待命状态按数字键选择通道，再按BAL对该点进行自动平衡，BAL指示灯亮，仪器将显示该通道的初始不平衡量，并将该值存储在仪器内部。 2）在对某通道自动平衡时，直接按数字键切换到需要自动平衡的通道。 3）按回车键回到待命状态。 注： 仪器只保留最后一次自动平衡结果，故在测量过程中不可误自动平衡，以免丢失初始不平衡量。 每个通道的设置参数都独立保存。,2.5.5 测量 对每一个通道自动平衡后即可进行测量了。 1）在待命状态按数字键选择测点，如选择0通道，按MEAS键，只对0通道进行测量，如选择其它通道，按MEAS键，则同时测量0通道和所选通道。 2）在对某点测量时直接按数字键切换到需要测量的测点。 3）按回车键回到待命状态。 注： 对于各种桥路接法的应变测量，实际应变量同读数值的关系为（不考虑长导线误差） 图A、C 应变量 = 读数值 / 2 图B 应变量 = 读数值 / 4 图D、E、F 应变量 = 读数值, 对图E、F接法，测量的非线性已修正，此结果即为实际的应变量。而图D的接法非线性仪器未作修正。 测量或自动平衡过载时显示“ - ”。 对于应变式传感器的测量，其结果需根据传感器的灵敏度进行处理，仪器在灵敏度设置为2时，显示/输入=1000/mv k=2.00，0通道用同样方法设置校正系数。,2.5.6 联机测量 仪器的参数设置及测量操作均可由计算机完成。联机测量时，不修改本机保存的设置参数，在脱机会保存平衡量，并覆盖以前的平衡值。,2.6 使用注意事项,1）为了便于调节平衡，工作片和补偿片应尽可能选用一致，工作片和补偿片的连接导线也应分别相同。 2）如果导线电阻太大，将造成测量误差，可由下式进行校准 =（1+2RL / R0） 式中 经灵敏系数归一、非线性补偿及长导线补偿后的 校准应变量。 经灵敏系数归一及非线性补偿后的应变量 RL 导线单线阻值（2RL应为