DH-3818静态应变测试仪使用方法
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
DH-3818静态应变测试仪使用方法
一、概述
DH-3818静态应变测试仪集数据采集箱、微型计算机及支持软、硬件构成。可自动/手动、准确、可靠、快速进行静态应变测量。广泛用于机械、土木、航空航天、国防、交通等领域。若配接合适的应变式传感器,还可对压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。
测试仪具有自动平衡功能,内置
电阻,可方便实现全桥、半桥及1/4桥(公用补偿片)连接。
二、主要技术指标
1(测量点数:每台静态应变测试仪有1——10个通道,最多可同时测10点。每台计算机可控制10台静态应变测试仪;
2(程控状态下采集速度:10测点/秒;
3(测试应变范围:?19999με
4(分辨率:1με
5(系统不确定度:小于0.5,?3με(程控状态)
6(零漂:?4με/2h(程控状态)
7(自动平衡范围:?15000με,灵敏度系数K,2、120Ω应变计阻值误差的1.5,;
8(电源电压:220V?10%,50Hz?1%
三、工作原理
1(WESTONE电桥测量原理
现以1/4桥,120Ω桥臂电阻为例,加以阐述。如图1所示:图1左侧为WESTONE电桥
+AC为电源端,A点系直流电源正板iVBFKRRgA/DD(Eg),C端系直流电源负极(O)。B端、DCA+-端分别为输出信号的V、V 端。第一桥iiRR-臂(AB)为测量片电阻R(120Ω),第DgVi
四桥臂(AD)为补偿片电阻R(120Ω),
第二、三桥臂(BC、CD)为仪器内标准
图1 测量原理
1
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明 电阻R(120Ω)。
V,0.25EK,由电桥原理,电桥的输出电压V为: iigE为桥压(DC 2V)、 K为应变片灵敏系数、ε为输入应变量με, g
V,KV,0.25KEK,低漂移仪
放大器的输出电压V为: ooFiFgK为放大器的增益, F
4Vo故 (1) ,,EKKgF
V0当E,2 V K,2时,(1)式为:ε, gKF
对于1/2桥(半桥)电路
2Vo (2) ,,EKKgF
对于全桥电路
Vo (3) ,,EKKgF
这样,测量结果由软件加以修正即可。
2(软件功能
本系统的控制软件工作于Win9x操作系统,软件实现了文件管理、参数设
置、平衡操作、采样控制、数据查询、打印控制功能。
软件使用说明另述。
四、数据采集箱的面板的功能介绍
DH3818静态应变测试仪
输入——RS-485——扩展
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
自动控制 手动控制 应变 修正系数
江苏华东测试技术有限公司
11 12 13 14 15 16 17 18
2
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
上图为采集箱面板功能示意图
1、2——RS232通讯接口,其中2接口可以通过一根通讯电缆与计算机的RS232通讯接口相连,1接口可以和下一台机的通讯或扩展接口相连,如此结联,一台计算机最多可控制十台仪器。
3——通道号显示数码管。
4——风扇。
5——应变量及设置修正系数的显示数码管。
6——接地端子。
7——保险丝座。
8——220V电源输入插座。
9——数子键十个,按此键,则显示所按数值,此键在修改通道号和修正系数时有效。
10——仪器电源插座。
11——自动控制指示。
12——手动控制指示。
13——应变量指示,当此灯亮表示“5”数码管显示的是“3”数码管显示的通道对应的应变量。
14——修正系数指示,当此灯亮表示“5”数码管显示的是“3”数码管显示的通道对应的修正系数。此时修正系数的改变可通过数值键来设置。
15——确认键,按此键,则确认通道号或修正系数。确认通道号时,若通道号数码管闪烁不能确定通道,则按“17”退格键更改数值。确认修正系数时,按此键则将修正系数显示切换到应变量显示。
16——设置键,按此键将应变量显示切换为修正系数显示,此时可按数字键来更改修正系数。
17——退格键,按此键则闪烁的数码管显示退一位,此键在修改通道号和修正系数时有效。
18——平衡键,按此键则平衡“3”数码管显示的通道,此键在通道号和修正系数已确定时有效。
五、桥路的连接
3
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
桥路分1/4桥、半桥和全桥。接线时,应将导线头放置于接线端子金属压片下方,并拧紧固定细钉,尽量减少接触电阻,以保证测量时的应变读数稳定。
应变测试仪有内部电阻。在1/4桥、半桥连接时,内部电阻和外接应变片一起组成WESTONE测量电桥。全桥连接时,WESTONE电桥均由外接应变片组成。
应变测试仪桥路内部电阻接线示意图
补偿 1 2 10
E(A) g
+ V(B) i
- V i
0(C)
- V(D) i
1/4桥外接应变片接线示意图
补偿 1 10
E (A) g
――――――― + V(B) i
0 (C)
- V (D) i
1/4桥(多通道共用补偿片)为单臂测量桥路,多通道共用补偿片,即各通道的温度补偿桥臂是共用的,测量时温度补偿应变片只需一枚。
半桥外接应变片接线示意图
补偿 1 10
E (A) g
――――――― + V(B) i
0 (C)
- V (D) i
半桥,可以是一片工作片和一片温度补偿片组成半桥另补偿桥路,也可以是两片工作片组成自补偿桥路。
4
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
全桥外接应变片接线示意图
补偿 1 10
E (A) g
――――――― + V(B) i
0 (C)
- V (D) i
全桥,四个桥臂均为外接应变片。
六、灵敏系数K的修正
在使用静态电阻应变仪测量应变时,应根据应变片的灵敏系数、导线情况和电阻值进行灵敏系数K的修正。当静态电阻应变仪处于自动控制状态时,只须在参数设定时输入实际参数值,应变仪便自动修正灵敏系数K值。当静态电阻应变仪在手动状态时,灵敏系数按下述方法确定K、K、 K后,按123K,K,K,K计算修正值,然后手动设置相应的K修正值。 123
(一)K为应变计灵敏系数修正值 1
本仪器
时将应变计灵敏系数设定为“2”, 实际用的应变片灵敏系数不
2是“2”时须修正,取 ,K为实际使用的应变片的灵敏系数值。 K,i1Ki
(二)K为导线长度的修正值 2
L,10m应变片不考虑导线长度电阻R时,K,1, 如导线较长,一般时,L2
根据接桥考虑单根导线电阻值R时 L
RLK ,1,2R
(三)K为应变计电阻的修正值3
全桥和半桥时,桥路状态为卧式桥,测量结果和等臂桥相同。1/4桥时,桥
Ω,若外接应变片的电路状态为立式桥,仪器设计时四个桥臂电阻均设定为120
阻值R与120Ω相差较大时
120R(,,2)R120,K 34
七、应变测试系统软件使用简易程序
5
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
第一部分 准备
1、开机
打开应变仪和计算机电源,选择“DH3818应变测试系统”,启动已经安装好的测试软件。
2、查找机箱
在启动软件的同时会出现自动查找机箱的过程,如果软件自动查找到采集箱的机号,则在界面右下方的机箱状态显示区中,机箱号对应的状态指示灯被点亮,应变仪自动切换到自动控制。
若软件没能自动找到机箱,则选择菜单“操作”下的“寻找机箱”。界面出现“通讯设置窗口”的对话框,端口设置选点“COM1”,波特率设置选点“1200bps”,然后点击“查找机箱”,看到机箱状态指示灯点亮。
3、参数设置
选择菜单“参数设置”分别对以下三种参数进行设置。
?“机箱特征”设置
?“机箱号”:显示已查找到的采集箱机箱号。
?“起始测点、结束测点”:显示仪器在采集数据时的扫描范围。
?“比例系数”:用于修正仪器放大器可能出现的偏差,该系数通常情况下为“1”,如发现测量数据均出现同一方向的偏差,则可以通过该系数来修正。
?“一组桥路---六组桥路”:分别对应仪器的六组接线端子的桥路接入方式。本实验室使用的DH3818应变测试仪只有一组接线端子,包含10个测点(即10个通道)。一般情况下,每个通道只能接一种桥路。需要桥路混接时,应根据应变仪的内部电阻接线和外接一些短路线来完成。桥路方式有六种,依次为: “方式一”——1/4立式桥;
“方式二”——半桥,其中第二桥臂接补偿片;
“方式三、方式四”——半桥,两桥臂均为工作片,无补偿片; “方式五、方式六”——全桥。
?“电桥与试件”设置
导线的电阻值(一般情况为分别输入各测点的应变片电阻值和灵敏系数值,
0),变形试件材料的弹性模量和泊松比。注意每输入一个数值,必须按“回车”
6
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
键,否则输入数据无效。
上述数据各测点相同时,可以用“紧缩模式”,一次输入便完成所有通道的设置,否则用“展开模式”逐个通道逐项设置。
?“测点特性”设置
“单位”:με,应变读数显示为整数,最小分辨率为1,若显示“52”即
,610表示测得的应变为52×。
“修正”:相当于转换因子,一般情况为“1”。
“描述”:用作标记或注释。
DH3818应变测试仪软件中无报警及测点选择显示功能。
第二部分 测试
1、创建一个新文件,并命名。
如2004机自(3)班,第二批,第5组的同学可以将新文件命名为 “机自0403,2,5.TST”
2、仪器平衡操作
在试件未受载荷作用时,选择菜单“操作”下“平衡操作”。出现“平衡选择窗”对话框。“仅平衡选中号机”和“显示平衡结果”两项均不选,点击“确定”。
3、采样方式设定
选中“定时采样”,设定“采样间隔”为“1秒”,“采样次数”为“8”次,“平均次数”为“1”。
4、输入信息测试状态
当试样承受不同的载荷时,需要在“输入信息测试状态”选项中,手动输入对应的载荷数值。如未受载时输入“0kN”,载荷为1kN时,输入“1kN”,依次类推。
5、执行采样操作
点击“执行采样操作”即开始按采样方式设置进行采集。在“单次采样”下,只执行一次采集操作。在“定时采样”下,按设置的相关参数,如采样间隔、次数、平均次数等进行循环采集,直到设定次数为止。
6、测点的平衡操作
7
DH,3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明
在正式加载采样前,为消除应变初值,保证无载荷时各测点的应变实际输 出均为零,应在确定试样无载荷时,先选择菜单“操作”下的“平衡操作”,然后“执行采样操作”,查看各点的应变值是否为“0”。若不为“0”,重复“平衡操作”。多次重复后,仍不能为“0”,检查接线,查找原因。
7、加载测量
完成测点的平衡后,按实验
平稳加至所定载荷数值,在“输入信息测试状态”中手动输入此载荷值,然后“执行采样操作”,依次类推直至加到最大载荷。
注意,平衡操作必须在试件无载荷作用时执行,当试件承载时,不能执行平衡操作,否则会丢失测试结果,导致本次测量无效。
第三部分 数据管理
1、数据格式转化
在“执行采样操作”时,软件会自动按采样方式设定的要求采样,但界面上 只会显示即时数据,即正在采集的一组数据,不显示已经采集的上一组数据。在此过程中操作者无须手工记录任何数据。
完成一个测量循环,即从“0”载荷到最大载荷的若干次采样后,选择菜单“文件”下的“打开文件”,选中初始命名的文件(如“机自0403,2,5.TST”)“打开”,在“文本转换”中选中“所有采样数据(A)”,将其转换为Excel文件并保存。可以把转换文本和初始文件取同一名称,但需改变其扩展名。初始文件的扩展命为“TST”,转换为Excel文件后扩展名为“xls”. 如原文件为“机自0403,2,5.TST”,转换后保存为“机自0403,2,5.xls”。
软件也可以将文件转换为Word 文件(doc),但实验时建议用Excel文件。
2、数据汇总
一次测量的所有数据经过文本转换后,保存到“我的电脑”“D盘”的“学生数据”文件夹内。
在Excel文件中将其打开,汇总整理后抄入相应实验
的原始数据记录表中。按要求的测量次数进行多次测量后,自查各原始数据是否真实、可信,然后交指导老师签字后,原始数据生效。
8