Z常用的應(yīng)變儀是靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，掌握應(yīng)變儀使用方法對認(rèn)識材料力學(xué)有很大幫助。下面是靜態(tài)電阻應(yīng)變儀使用教程。

一、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀用途：

靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)，是專為學(xué)生實(shí)驗(yàn)和小型工程試驗(yàn)而精心設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品，它可由計(jì)算機(jī)程控和手動操作（高清大面積數(shù)顯裝置）兩用，它可準(zhǔn)確,可靠和便捷的測試結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)力學(xué)中，可作多測點(diǎn)靜態(tài)應(yīng)變測試的系統(tǒng)，它如相應(yīng)接配電阻應(yīng)變式傳感器，可以測量應(yīng)變（應(yīng)力）,拉力,壓力,荷載,壓強(qiáng),扭矩,位移,傾角和溫度等參數(shù)的變化量。從而，它可廣泛適用于機(jī)械,材料,航空,航天,船艦,水電,海港,碼頭,交通（公路,道交,軌交和高鐵）,橋梁,隧道和土木工程等專業(yè)的科研機(jī)構(gòu),工礦企事業(yè)和大中專高等院校，在軍工和民用的科研,教學(xué)和生產(chǎn)中，進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)變測試的一種十分通用的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)與國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品相對比，不僅有良好的技術(shù)性能，還具有極高的信價比，是廣大應(yīng)變測試用戶值得信懶的shou選產(chǎn)品之一。

二、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的特點(diǎn)

硬件特點(diǎn)

1.可與各種橋式傳感器配合，完成壓力、力、荷重、位移等物理量的多點(diǎn)巡回檢測。

2.可與熱電偶或鉑電阻配合，通過分度號的計(jì)算，對溫度進(jìn)行多點(diǎn)巡回檢測。

3.單臺可手動控制，操作簡單，數(shù)碼管直接顯示測點(diǎn)號和應(yīng)變值，無需電腦也可完成一般實(shí)驗(yàn)。

4.合理的接地，先進(jìn)的隔離技術(shù)和軟硬件信號處理技術(shù)，使系統(tǒng)具有極強(qiáng)的現(xiàn)場抗干擾能力，適用于各種工程現(xiàn)場的檢測。

5.對輸出電壓小于20mV的電壓信號進(jìn)行巡回檢測，Z高分辨率可達(dá)1μν。

6.電橋接入方式有：全橋、半橋、1/4橋（公用補(bǔ)償片）等方式。

7.內(nèi)置Q-FAN溫度控制系統(tǒng)，進(jìn)一步減少溫度對測量結(jié)果的影響。

8.測點(diǎn)切換，采用進(jìn)口高性能光繼電器,切換速度更快、更穩(wěn)定。

軟件特點(diǎn)

1.數(shù)據(jù)快速定位功能，對于長時間監(jiān)測的工程，數(shù)據(jù)量很大，通過快速定位功能，可以很方便的找到需要的數(shù)據(jù)。

2.采樣方式多樣：單次采樣、定時采樣、連續(xù)采樣。

3.顯示方式靈活：表格顯示、時域曲線顯示，可同時顯示多個窗口，每個窗口可顯示8個測點(diǎn)數(shù)據(jù)?！癤-Y”函數(shù)記錄儀方式繪制滯回曲線。

4.視圖實(shí)時增加數(shù)據(jù)和減小數(shù)據(jù)量，方便用戶實(shí)時觀測，同時提供單雙光標(biāo)讀數(shù)據(jù)功能，并實(shí)時計(jì)算Z大值、Z小值等統(tǒng)計(jì)值。

5.數(shù)據(jù)標(biāo)記，用戶可以對感興趣的數(shù)據(jù)加上標(biāo)記，這樣可以在各塊數(shù)據(jù)間進(jìn)行靈活定位，節(jié)省操作時間。

6.導(dǎo)入導(dǎo)出平衡結(jié)果，方便用戶繼續(xù)測試。

7.應(yīng)變花計(jì)算：提供兩片直角、三片直角、扇形、等角、傘形等應(yīng)變花計(jì)算。

8.可根據(jù)用戶要求，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL、TXT文件。

9.可根據(jù)用戶的喜好，選擇喜歡的界面風(fēng)格。

三、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理

1 電阻應(yīng)變測量原理：

TST3822型靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)的電阻應(yīng)變測量原理，是由粘貼在試件上的電阻應(yīng)變計(jì)作為電阻敏感器件，當(dāng)被測試件在外力作用下產(chǎn)生電阻變化增量，再利用通用的惠斯登電橋原理，經(jīng)過低漂移高增益差動放大器，進(jìn)行電壓放大來實(shí)現(xiàn)非電量的電阻變化增量轉(zhuǎn)換成電量轉(zhuǎn)換的特殊設(shè)計(jì)而成。

2.為方便介紹起見

用1/4電橋（公用補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)）、橋臂電阻 R=120Ω為例，來對測量原理加以說明。電阻應(yīng)變測量原理，如圖1所示,圖中:

Rg----工作電阻應(yīng)變計(jì);

R —— 橋臂固定電阻;

KF ——低漂移差動放大器增益;

圖1電阻應(yīng)變測量原理圖

因?yàn)橹绷麟姌虻妮敵鲭妷海╒i）為:     Vi=0.25EgKε;

此時低漂移差動放大器的輸出電壓（Vo）為:     Vo=KFVi=0.25KFEgKε;

所以:                  ε=                          （1）

式中: Vi-----直流電橋的輸出電壓;

Eg-----電橋供橋電壓（V）

K —— 電阻應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù);

ε —— 輸入實(shí)際應(yīng)變量（με）;

Vo —— 低漂移差動放大器的輸出電壓（μV）;

KF —— 低漂移差動放大器的增益;

如當(dāng): Eg=2.00V,   K=2.00時 , ε=Vo/KF （με）;

同理: 對于半橋電路如（2） 式

對于全橋電路 如（ 3）式        

這樣, 只要確定低漂移差動放大器的增益KF,測試結(jié)果就可由系統(tǒng)軟件加以自動修正后，即可準(zhǔn)確測試出輸入實(shí)際應(yīng)變數(shù)值。

四、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理

1 電阻應(yīng)變測量原理：

TST3822型靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)的電阻應(yīng)變測量原理，是由粘貼在試件上的電阻應(yīng)變計(jì)作為電阻敏感器件，當(dāng)被測試件在外力作用下產(chǎn)生電阻變化增量，再利用通用的惠斯登電橋原理，經(jīng)過低漂移高增益差動放大器，進(jìn)行電壓放大來實(shí)現(xiàn)非電量的電阻變化增量轉(zhuǎn)換成電量轉(zhuǎn)換的特殊設(shè)計(jì)而成。

2 為方便介紹起見

用1/4電橋（公用補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)）、橋臂電阻 R=120Ω為例，來對測量原理加以說明。電阻應(yīng)變測量原理，如圖1所示,圖中:

Rg----工作電阻應(yīng)變計(jì);

R —— 橋臂固定電阻;

KF ——低漂移差動放大器增益;

圖1電阻應(yīng)變測量原理圖

因?yàn)橹绷麟姌虻妮敵鲭妷海╒i）為:     Vi=0.25EgKε;

此時低漂移差動放大器的輸出電壓（Vo）為:     Vo=KFVi=0.25KFEgKε;

所以:                  ε=                          （1）

式中: Vi-----直流電橋的輸出電壓;

       Eg-----電橋供橋電壓（V）

       K —— 電阻應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù);

      ε —— 輸入實(shí)際應(yīng)變量（με）;

      Vo —— 低漂移差動放大器的輸出電壓（μV）;

      KF   —— 低漂移差動放大器的增益;

如當(dāng):   Eg=2.00V,   K=2.00時 , ε=Vo/KF （με）;

同理: 對于半橋電路如（2） 式

ε=                           （2）  

對于全橋電路 如（ 3）式        

ε=                           （3）

這樣, 只要確定低漂移差動放大器的增益KF,測試結(jié)果就可由系統(tǒng)軟件加以自動修正后，即可準(zhǔn)確測試出輸入實(shí)際應(yīng)變數(shù)值。

五．靜態(tài)電阻應(yīng)變儀使用方法

1）10、20測點(diǎn)儀器面板功能圖（圖2）：

圖2

1：散熱風(fēng)扇

2：USB通訊接口，與計(jì)算機(jī)USB接口相連。

3：電源指示燈

4：工作指示燈

5：RS-485擴(kuò)展接口，RS-485輸出接口接下一臺儀器的輸入接口，形成級聯(lián)，一臺計(jì)算機(jī)Z多可控制六十四臺儀器。

6：補(bǔ)償端子，修改橋路和接公用補(bǔ)償片時用。

7：通道號顯示數(shù)碼管。

8：應(yīng)變量指示燈

9：修正系數(shù)指示燈

10：手動采集鍵，確認(rèn)通道數(shù)和平衡通道后，采集信號用。

11：接地端子。

12：電源開光

13：220V交流電源接口

14：通道端子

15：應(yīng)變量及設(shè)備修正系數(shù)的顯示數(shù)碼管。

16：小數(shù)點(diǎn)鍵，修改/查看修正系數(shù)時用，查看修正系數(shù)時，先設(shè)置通道數(shù)，按確認(rèn)鍵，再按小數(shù)點(diǎn)鍵就能看到所在通道的修正系數(shù)。數(shù)字鍵，按此鍵，則顯示所按數(shù)值，此鍵在修改通道號和修正系數(shù)時有效。

圖3

1：單獨(dú)顯示應(yīng)力值的顯示數(shù)碼管

2：通道端子（單獨(dú)顯示）

3）接線方法：

圖4  1/4.半橋和全橋接線原理圖

1/4 橋（公用補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)）接線（方式1）：參見圖5  

圖5 1/4 橋（公用補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)）接線圖

    將工作端Vi+端子處的短接銅片推入，補(bǔ)償端1/4橋處的短接銅片也推入，半橋處銅片斷開，將工作應(yīng)變計(jì)的一端接到儀器工作端的“＋Eg”上；另一端接到儀器工作端的“Vi＋”上；補(bǔ)償端子Rd處接公共補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)。

半橋（單個補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)）接線（方式2）：參見圖6

圖6 （單個補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)）半橋接線圖（方式2）

將補(bǔ)償端1/4橋處銅片斷開，半橋處銅片推入；通道端子“Vi+”處銅片推入，將工作片接到通道端子上的“＋Eg”“Vi+”端子上,補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)Rd接到“Vi+”和“－Eg”端子上。

半橋接線（方式3和方式4）：參見圖7

圖7 半橋接線圖

        應(yīng)變計(jì)接線方法：將工作端Vi+端子處的銅片斷開；將補(bǔ)償端1/4處銅片斷開，半橋處短接銅片推入；工作端+Eg和Vi+接工作應(yīng)變計(jì)Rg，Vi+和-Eg接補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)Rd。

傳感器接線方法：將工作端Vi+端子與下面一個端子的銅片斷開；將補(bǔ)償端1/4處銅片斷開，半橋處短接銅片推入；將半橋傳感器的“正電源輸入端”接到儀器的“＋Eg”上；傳感器的“負(fù)電源輸入端”接到儀器的“－Eg”上；傳感器的“正信號輸出端”接到儀器的“Vi＋”上。

全橋接線（方式5和方式6）：參見圖8

圖8 全橋接線圖

應(yīng)變計(jì)接線方法：將接線端子上的銅片全部斷開，工作端+Eg和Vi+，Vi+和-Eg，-Eg和Vi-，+Eg和Vi-各接一個工作片。

傳感器接線方法：將接線端子上的銅片全部斷開，將全橋傳感器的“正電源輸入端”接到儀器的“＋Eg”上；傳感器的“負(fù)電源輸入端”接到儀器的“－Eg”上；傳感器的“正信號輸出端”接到儀器的“Vi＋”上；傳感器的“負(fù)信號輸出端”接到儀器的“V-“上。

2018-06-12 5096