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概述

   MYJ-1型静态数字电阻应变测试仪是测试结构或材料受力后的应变采集、存储与分析的测试仪,它接配电阻应变计和各种电阻应变式传感器,可以测量应变(应力)、拉压力、压强、扭矩、位移、倾角、温度等物理参数的变化量,是我公司专门为机械,土建、水利、车辆、船舶、桥梁、铁道、交通等专业的科研机构、工矿企事业和大中专高等院校在科研、设计、教学、生产和施工中,进行静态应变测试的一种性价比好的新型精密测试仪,也是我公司的高新产品之一。

测试仪特点:

   1.1测试仪在设计中,采用了单片机技术、每通道独立的超低噪声和可编程的ADC、液晶屏和大规模集成电路,外观也采用了人性化设计,视域尺寸为114mm*64mm的液晶屏可以多信息显示应变测量数据和相关的测量状态,采用可靠的以太网用以连接测试仪和计算机进行程序的实时传输,并用以扩展多机通讯,还带有RS232或RS485通讯接口,可以和计算机进行数据通讯等功能。

   1.2测试仪本身,带有12个测点,最多可扩展到8组96个测点。为减小各通道切换过程中接触电阻变化影响,特别采用每通道独立ADC设计,可独自对每个测点进行自动预调平衡、灵敏系数等参数设置。

   1.3测试仪各测点的应变电桥,可独自任意组成1/4桥、半桥和全桥连接等几种方式。

   1.4测试仪经过上述精心设计和严格的制造工艺,从而使产品具有准确、稳定、可靠,且可人工测读,又可自动测试的双重操作特点,从而使性价比更高,是值得广大用户首选的高新产品之一。

   1.5关键词:分组——12通道为一组,一台测试仪最多可扩展至8组96通道即96个测点,每台测试仪用各自的以太网口通过外部HUB互相连接组网扩展;通道——每组中的独立采集数据通道,即测点。

2工作原理

2.1MYJ-1型静态数字电阻应变测试仪的电路原理方框图参见图(1)所示:


(图1) 数字电阻应变测试仪的电路原理方框图

2.2电桥工作原理参见图(2)所示:



图中:Rg—测量电阻应变计;

Rd—补偿电阻应变计;

R—内桥电阻,一般为120Ω;

A、C为供桥电压U;

B、D为输出电压Δu。

(图2)电阻应变电桥的工作原理图

   电阻应变计的电阻效应,可用公式R=ρL/F(即应变计电阻R与金属丝材长度L和电阻率ρ成正比,与它的截面面积F成反比)。对某试件进行应变(应力)测试时,当试件受到外力作用时随之产生变形,应变计的电阻值将会产生一微小的增量△R变化,此时电阻应变计的单位电阻增量△R/R与应变量△L/L在线性范围内成正比例关系,可用电阻应变计灵敏系数K值,可由(1)式表示:

    ΔR    ΔL    ΔR

K=—— / —— = —— / ε               (1)

           R     L      R

   当进行电阻应变测试时,由于测量应变计的电阻值随被测试件受力产生应变变化,从而使电桥失去平衡,其输出电压Δu如(2)式所示:

            1     ΔR     1

Δu = —— U —— = ——KεU              (2)

       4     R      4

   同理,如在全桥时,根据应变电桥的桥臂加减特性,其输出电压Δu可得出与4个桥臂电阻变化的相关关系如(3)式所示:

UK            

Δu = —— (ε1-ε2+ε3-ε4)            (3)

4              

2.3测量原理

2.3.1对于1/4桥电路,根据上述应变电桥工作原理,当R=120Ω,U=2V,K=2.00时,如(4)式所示:

                     4Δu

ε=————                    (4)

                      KU

式中: U — 供桥电压(V);

         Δu — 输出电压;

         K — 电阻应变计灵敏系数;

         ε— 被测实际应变量(με)。

2.3.2同理,对于半桥电路,如(5)式所示:

                     2Δu

ε=————                    (5)

                      KU

式中: U — 供桥电压(V);

         Δu — 输出电压;

          K — 电阻应变计灵敏系数;

          ε— 被测实际应变量(με)。

2.3.3同理,对于全桥电路,如(6)式所示:

                       Δu

ε=————                    (6)

                        KU

式中: U — 供桥电压(V);

         Δu — 输出电压;

          K — 电阻应变计灵敏系数;

          ε— 被测实际应变量(με)。

3主要技术指标

3.1应变测量范围:±1 ~ ±20000με(应变模式)

±1 ~ ±30000με(工程模式);

3.2最高分辨率:±1με;

3.3准确度级别: 0.1级 ;

3.3.1示值误差:≤±(0.1% red ± 3με);

3.3.2灵敏系数(K)示值误差:≤±0.1%(FS) ;

3.3.3稳定度:

3.3.3.1零点漂移: ≤±3με/4h ;

3.3.3.2示值稳定性: ≤±0.1%/4h ;

3.4灵敏系数:K=1.00~2.99(各通道可任意设定);

3.5可测量点数:1 ~ 12点 ,最多可连接8组共96测点;

3.6供桥电压:2V(DC);

3.7适用电阻应变计电阻值:60 ~ 1000Ω ;

3.8自动平衡范围:±15000με(当电阻应变计阻值R=120Ω,K=2.00时的±1.5%);

3.9可接电桥方式:1/4桥、半桥和全桥三种(各通道可任意组成不同接桥方式);

3.10采集速率: 1Hz(全部连接通道) ;

3.11电源:AC 220 V (±10%),50Hz (±2%) / DC 5.0V;功率:10W;

3.12外形尺寸:330 mm(长)×228 mm(宽)×105 mm(高);

3.13自重:约50N ;

3.14扩展方式:以太网络(光纤可选);

3.15可选配计算机接口(RS232或RS485);

备注:本产品,参照现行“中华人民共和国国家计量检定规程”JJG 623-2005《电阻应变仪》的技术指标进行检定,应变指标在应变计电阻值R=120Ω,灵敏系数K=2.00,供桥电压U=2V(DC)状态下进行。

4 测试仪组成

4.1 前面板(图3


(图3)测试仪前面板图

4.1.1  液晶屏显示窗(视域尺寸为114mm*64mm):

A—测试应变量数值的符号位;

B—测试应变量数值;

C—单位;

D—分组号;

E—通道号;

F—桥路方式;

G—灵敏系数;

H—综合修正系数;

在设定状态时,屏幕显示设定功能标题栏或相应的参数设置。

4.1.2   按键部分(参见表1):      

表1          各按键在设定与非设定状态功能表



4.2 后面板和侧面板(图4)


图4)后面板和侧面板图

A—RS485/RS232通信接口;

用于RS485通信:1端为A,2端为B;

用于RS232通信:3 端接地,4 端为发送端TXD, 5 端为接收端RXD

(注:两种通信接口只能任选一种)。

   串口通信格式和相关通信命令列表见附录A。

B—以太网口;

C—USB口(可选);

D—直流电源(DC5V);

E—电源开关;

4.3上面板(图5)




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