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                MYJ-1型靜態數字電阻應變測試儀

                更新時間:2020-06-16

                簡要描述:

                MYJ-1型靜態數字電阻應變測試儀是測試結構或材料受力后的應變采集、存儲與分析的測試儀,它接配電阻應變計和各種電阻應變式傳感器,可以測量應變(應力)、拉壓力、壓強、扭矩、位移、傾角、溫度等物理參數的變化量。

                MYJ-1型靜態數字電阻應變測試儀概述

                是測試結構或材料受力后的應變采集、存儲與分析的測試儀,它接配電阻應變計和各種電阻應變式傳感器,可以測量應變(應力)、拉壓力、壓強、扭矩、位移、傾角、溫度等物理參數的變化量,是我公司專門為機械,土建、水利、車輛、船舶、橋梁、鐵道、交通等專業的科研機構、工礦企事業和大中專高等院校在科研、設計、教學、生產和施工中,進行靜態應變測試的一種性價比好的新型精密測試儀,也是我公司的高新產品之一。

                測試儀特點:

                    1.1測試儀在設計中,采用了單片機技術、每通道獨立的超低噪聲和可編程的ADC、液晶屏和大規模集成電路,外觀也采用了人性化設計,視域尺寸為114mm*64mm的液晶屏可以多信息顯示應變測量數據和相關的測量狀態,采用可靠的以太網用以連接測試儀和計算機進行程序的實時傳輸,并用以擴展多機通訊,還帶有RS232或RS485通訊接口,可以和計算機進行數據通訊等功能。

                    1.2測試儀本身,帶有12個測點,多可擴展到8組96個測點。為減小各通道切換過程中接觸電阻變化影響,特別采用每通道獨立ADC設計,可獨自對每個測點進行自動預調平衡、靈敏系數等參數設置。

                    1.3測試儀各測點的應變電橋,可獨自任意組成1/4橋、半橋和全橋連接等幾種方式。

                    1.4測試儀經過上述精心設計和嚴格的制造工藝,從而使產品具有準確、穩定、可靠,且可人工測讀,又可自動測試的雙重操作特點,從而使性價比更高,是值得廣大用戶的高新產品之一。

                    1.5關鍵詞:分組——12通道為一組,一臺測試儀多可擴展至8組96通道即96個測點,每臺測試儀用各自的以太網口通過外部HUB互相連接組網擴展;通道——每組中的獨立采集數據通道,即測點。

                工作原理

                2.1 電路原理方框圖參見圖(1)所示:

                1.jpg 

                (圖1) 數字電阻應變測試儀的電路原理方框圖

                2.2 電橋工作原理參見圖(2)所示:

                2.jpg 

                圖中:Rg—測量電阻應變計;

                Rd—補償電阻應變計;

                R—內橋電阻,一般為120Ω;

                A、C為供橋電壓U;

                B、D為輸出電壓Δu。

                (圖2)電阻應變電橋的工作原理圖

                    電阻應變計的電阻效應,可用公式R=ρL/F(即應變計電阻R與金屬絲材長度L和電阻率ρ成正比,與它的截面面積F成反比)。對某試件進行應變(應力)測試時,當試件受到外力作用時隨之產生變形,應變計的電阻值將會產生一微小的增量△R變化,此時電阻應變計的單位電阻增量△R/R與應變量△L/L在線性范圍內成正比例關系,可用電阻應變計靈敏系數K值,可由(1)式表示:

                     ΔR    ΔL    ΔR

                K= —— / —— = —— / ε               (1)

                            R      L      R

                    當進行電阻應變測試時,由于測量應變計的電阻值隨被測試件受力產生應變變化,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,根據應變電橋的橋臂加減特性,其輸出電壓Δu可得出與4個橋臂電阻變化的相關關系如(3)式所示:

                U K            

                Δu = —— (ε1-ε2+ε3-ε4)            (3)

                4             

                2.3 測量原理

                2.3.1對于1/4橋電路,根據上述應變電橋工作原理,當R=120Ω,U=2V,K=2.00時,如(4)式所示:

                                      4Δu

                              ε=————                    (4)

                                       KU

                式中: U — 供橋電壓(V);

                       Δu — 輸出電壓;

                       K — 電阻應變計靈敏系數;

                      ε— 被測實際應變量(µε)。

                2.3.2同理,對于半橋電路,如(5)式所示:

                                      2Δu

                              ε=————                    (5)

                                       KU

                式中: U — 供橋電壓(V);

                       Δu — 輸出電壓;

                       K — 電阻應變計靈敏系數;

                      ε— 被測實際應變量(µε)。

                2.3.3同理,對于全橋電路,如(6)式所示:

                                        Δu

                            ε=————                    (6)

                                         KU

                式中: U — 供橋電壓(V);

                       Δu — 輸出電壓;

                       K — 電阻應變計靈敏系數;

                      ε— 被測實際應變量(µε)。

                3 主要技術指標

                3.1 應變測量范圍:±1 ~ ±20000µε(應變模式)

                ±1 ~ ±30000µε(工程模式);

                3.2 分辨率:±1µε;

                3.3 準確度級別: 0.1級 ;

                3.3.1示值誤差:≤±(0.1% red ± 3µε);

                3.3.2靈敏系數(K)示值誤差:≤±0.1%(FS) ;

                3.3.3穩定度:

                3.3.3.1 零點漂移: ≤±3µε/4h ;

                3.3.3.2 示值穩定性: ≤±0.1%/4h ;

                3.4 靈敏系數:K=1.00~2.99(各通道可任意設定);

                3.5 可測量點數:1 ~ 12點 ,多可連接8組共96測點;

                3.6 供橋電壓:2V(DC);

                3.7 適用電阻應變計電阻值:60 ~ 1000Ω ;

                3.8 自動平衡范圍:±15000µε(當電阻應變計阻值R=120Ω,K=2.00時的±1.5%);

                3.9 可接電橋方式:1/4橋、半橋和全橋三種(各通道可任意組成不同接橋方式);

                3.10 采集速率: 1Hz(全部連接通道) ;

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

                3.12 外形尺寸:330 mm(長)×228 mm(寬)×105 mm(高);

                3.13 自重:約50N ;

                3.14 擴展方式:以太網絡(光纖可選);

                3.15 可選配計算機接口(RS232或RS485);

                 

                備注:本產品,參照現行“中華人民共和國國家計量檢定規程”JJG 623-2005《電阻應變儀》的技術指標進行檢定,應變指標在應變計電阻值R=120Ω,靈敏系數K=2.00,供橋電壓U=2V(DC)狀態下進行。

                4 測試儀組成

                4.1 前面板(圖3

                 3.jpg 

                (圖3)測試儀前面板圖

                4.1.1 液晶屏顯示窗(視域尺寸為114mm*64mm):

                A—測試應變量數值的符號位;

                B—測試應變量數值;

                C—單位;

                D—分組號;

                E—通道號;

                F—橋路方式;

                G—靈敏系數;

                H—綜合修正系數;

                在設定狀態時,屏幕顯示設定功能標題欄或相應的參數設置。

                4.1.2    按鍵部分(參見表1):      

                表1          各按鍵在設定與非設定狀態功能表

                 

                按鍵設定狀態非設定狀態
                0 — 9 數字鍵:可直接切換測量通道或分組號。
                通道 通道鍵:配合數字鍵可在第1通道至第12通道間任意切換并進行測試。
                分組 分組鍵:配合數字鍵可在第1分組至第8分組間任意切換并進行測試。
                橋路 橋路切換鍵:可根據需要分別切換成1/4橋、半橋和全橋三種。
                平衡 平衡鍵:可根據需要對各通道分別進行平衡或在分組狀態下同樣進行上述操作,可對12個通道同時進行平衡。
                清除清除鍵:在設定參數有錯誤需要糾正時可清除已輸入的數字。 
                設置 設置鍵:進入設定狀態時, 可設定技術參數。
                上、下、左、右方向鍵:用于同級菜單的移位選擇;在設定技術參數時用于改變參數值。選擇鍵:在通道采集畫面中可選擇當前選項并可在當前選項中選定分組號、通道號或參數值。
                確認確認鍵:在設定技術參數時,用于確認并保存改變的參數值。確認鍵:用于選擇通道或分組界面狀態下確認。
                返回返回鍵:用于退回上級菜單。返回鍵:用于選擇通道或分組界面。

                 

                MYJ-1型靜態數字電阻應變測試儀

                4.2 后面板和側面板(圖4)

                 4.jpg 

                圖4)后面板和側面板圖

                A—RS485/RS232通信接口;

                用于RS485通信:1端為A,2端為B;

                用于RS232通信:3 端接地,4 端為發送端TXD, 5 端為接收端RXD

                (注:兩種通信接口只能任選一種)。

                    串口通信格式和相關通信命令列表見附錄A。

                B—以太網口;

                C—USB口(可選);

                D—直流電源(DC 5V);

                E—電源開關;

                4.3上面板(圖5)

                5.jpg 

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