MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀概述

??? MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀是測(cè)試結(jié)構(gòu)或材料受力后的應(yīng)變采集、存儲(chǔ)與分析的測(cè)試儀，它接配電阻應(yīng)變計(jì)和各種電阻應(yīng)變式傳感器，可以測(cè)量應(yīng)變(應(yīng)力)、拉壓力、壓強(qiáng)、扭矩、位移、傾角、溫度等物理參數(shù)的變化量，是我公司專(zhuān)門(mén)為機(jī)械，土建、水利、車(chē)輛、船舶、橋梁、鐵道、交通等專(zhuān)業(yè)的科研機(jī)構(gòu)、工礦企事業(yè)和大中專(zhuān)高等院校在科研、設(shè)計(jì)、教學(xué)、生產(chǎn)和施工中，進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試的一種性?xún)r(jià)比好的新型精密測(cè)試儀，也是我公司的高新產(chǎn)品之一。

測(cè)試儀特點(diǎn)：

??? 1.1測(cè)試儀在設(shè)計(jì)中，采用了單片機(jī)技術(shù)、每通道獨(dú)立的超低噪聲和可編程的ADC、液晶屏和大規(guī)模集成電路，外觀也采用了人性化設(shè)計(jì)，視域尺寸為114mm*64mm的液晶屏可以多信息顯示應(yīng)變測(cè)量數(shù)據(jù)和相關(guān)的測(cè)量狀態(tài)，采用可靠的以太網(wǎng)用以連接測(cè)試儀和計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序的實(shí)時(shí)傳輸，并用以擴(kuò)展多機(jī)通訊，還帶有RS232或RS485通訊接口，可以和計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊等功能。

??? 1.2測(cè)試儀本身，帶有12個(gè)測(cè)點(diǎn)，＊多可擴(kuò)展到8組96個(gè)測(cè)點(diǎn)。為減小各通道切換過(guò)程中接觸電阻變化影響，特別采用每通道獨(dú)立ADC設(shè)計(jì)，可獨(dú)自對(duì)每個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)預(yù)調(diào)平衡、靈敏系數(shù)等參數(shù)設(shè)置。

??? 1.3測(cè)試儀各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變電橋，可獨(dú)自任意組成1/4橋、半橋和全橋連接等幾種方式。

??? 1.4測(cè)試儀經(jīng)過(guò)上述精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的制造工藝，從而使產(chǎn)品具有準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，且可人工測(cè)讀，又可自動(dòng)測(cè)試的雙重操作特點(diǎn)，從而使性?xún)r(jià)比更高，是值得廣大用戶(hù)＊＊的高新產(chǎn)品之一。

??? 1.5關(guān)鍵詞：分組——12通道為一組，一臺(tái)測(cè)試儀＊多可擴(kuò)展至8組96通道即96個(gè)測(cè)點(diǎn)，每臺(tái)測(cè)試儀用各自的以太網(wǎng)口通過(guò)外部HUB互相連接組網(wǎng)擴(kuò)展；通道——每組中的獨(dú)立采集數(shù)據(jù)通道，即測(cè)點(diǎn)。

MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀工作原理

2.1 MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀的電路原理方框圖參見(jiàn)圖（1）所示：

?

(圖1) 數(shù)字電阻應(yīng)變測(cè)試儀的電路原理方框圖

2.2?電橋工作原理參見(jiàn)圖（2）所示：

?

圖中：Rg—測(cè)量電阻應(yīng)變計(jì)；

Rd—補(bǔ)償電阻應(yīng)變計(jì)；

R—內(nèi)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(yīng)變電橋的工作原理圖

????電阻應(yīng)變計(jì)的電阻效應(yīng)，可用公式R=ρL/F（即應(yīng)變計(jì)電阻R與金屬絲材長(zhǎng)度L和電阻率ρ成正比，與它的截面面積F成反比）。對(duì)某試件進(jìn)行應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)試時(shí)，當(dāng)試件受到外力作用時(shí)隨之產(chǎn)生變形，應(yīng)變計(jì)的電阻值將會(huì)產(chǎn)生一微小的增量△R變化，此時(shí)電阻應(yīng)變計(jì)的單位電阻增量△R/R與應(yīng)變量△L/L在線(xiàn)性范圍內(nèi)成正比例關(guān)系，可用電阻應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)K值，可由（1）式表示：

?????ΔR????ΔL????ΔR

K=?—— / —— = —— / ε???????????????（1）

??????????? R??? ??L????? R

????當(dāng)進(jìn)行電阻應(yīng)變測(cè)試時(shí)，由于測(cè)量應(yīng)變計(jì)的電阻值隨被測(cè)試件受力產(chǎn)生應(yīng)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(shí)，根據(jù)應(yīng)變電橋的橋臂加減特性，其輸出電壓Δu可得出與4個(gè)橋臂電阻變化的相關(guān)關(guān)系如（3）式所示：

U K????????????

Δu = —— （ε1-ε2+ε3-ε4）????????????（3）

4?????????????

2.3?測(cè)量原理

2.3.1對(duì)于1/4橋電路，根據(jù)上述應(yīng)變電橋工作原理，當(dāng)R=120Ω，U=2V，K=2.00時(shí)，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(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)；

??????ε— 被測(cè)實(shí)際應(yīng)變量（με）。

2.3.2同理，對(duì)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(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)；

??????ε— 被測(cè)實(shí)際應(yīng)變量（με）。

2.3.3同理，對(duì)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(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù)；

??????ε— 被測(cè)實(shí)際應(yīng)變量（με）。

3?主要技術(shù)指標(biāo)

3.1?應(yīng)變測(cè)量范圍：±1 ~ ±20000με(應(yīng)變模式)

±1 ~ ±30000με(工程模式)；

3.2?＊高分辨率：±1με；

3.3?準(zhǔn)確度級(jí)別: 0.1級(jí) ；

3.3.1示值誤差：≤±（0.1% red ± 3με）；

3.3.2靈敏系數(shù)（K）示值誤差：≤±0.1%（FS） ；

3.3.3穩(wěn)定度:

3.3.3.1?零點(diǎn)漂移: ≤±3με/4h ；

3.3.3.2?示值穩(wěn)定性: ≤±0.1%/4h ；

3.4?靈敏系數(shù)：K=1.00～2.99（各通道可任意設(shè)定）；

3.5?可測(cè)量點(diǎn)數(shù)：1 ~ 12點(diǎn) ，＊多可連接8組共96測(cè)點(diǎn)；

3.6?供橋電壓：2V（DC）；

3.7?適用電阻應(yīng)變計(jì)電阻值：60 ~ 1000Ω ；

3.8?自動(dòng)平衡范圍：±15000με（當(dāng)電阻應(yīng)變計(jì)阻值R=120Ω,K=2.00時(shí)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(zhǎng)）×228 mm（寬）×105 mm（高）；

3.13?自重：約50N ；

3.14?擴(kuò)展方式：以太網(wǎng)絡(luò)（光纖可選）；

3.15?可選配計(jì)算機(jī)接口（RS232或RS485）；

?

備注：本產(chǎn)品，參照現(xiàn)行“中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程”JJG 623-2005《電阻應(yīng)變儀》的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢定，應(yīng)變指標(biāo)在應(yīng)變計(jì)電阻值R=120Ω，靈敏系數(shù)K=2.00，供橋電壓U=2V（DC）狀態(tài)下進(jìn)行。

4?測(cè)試儀組成

4.1?前面板（圖3

??

（圖3）測(cè)試儀前面板圖

4.1.1?液晶屏顯示窗(視域尺寸為114mm*64mm)：

A—測(cè)試應(yīng)變量數(shù)值的符號(hào)位；

B—測(cè)試應(yīng)變量數(shù)值；

C—單位；

D—分組號(hào)；

E—通道號(hào)；

F—橋路方式；

G—靈敏系數(shù)；

H—綜合修正系數(shù)；

在設(shè)定狀態(tài)時(shí)，屏幕顯示設(shè)定功能標(biāo)題欄或相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置。

4.1.2????按鍵部分（參見(jiàn)表1）：??????

表1??????????各按鍵在設(shè)定與非設(shè)定狀態(tài)功能表

?

4.2?后面板和側(cè)面板（圖4）

??

圖4）后面板和側(cè)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(fā)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(guān)通信命令列表見(jiàn)附錄A。

B—以太網(wǎng)口；

C—USB口(可選)；

D—直流電源(DC 5V)；

E—電源開(kāi)關(guān)；

4.3上面板（圖5）

?

?