MYJ-1型靜態數字電阻應變測試儀概述

是(shi)測(ce)試(shi)結構(gou)(gou)或材料受力(li)后(hou)的(de)應(ying)(ying)變(bian)采集、存儲與分析的(de)測(ce)試(shi)儀(yi)(yi)，它接配(pei)電(dian)阻(zu)應(ying)(ying)變(bian)計(ji)和(he)各種(zhong)電(dian)阻(zu)應(ying)(ying)變(bian)式傳感器，可以測(ce)量(liang)應(ying)(ying)變(bian)(應(ying)(ying)力(li))、拉壓力(li)、壓強、扭矩、位移、傾角、溫度(du)等物理參數的(de)變(bian)化量(liang)，是(shi)我(wo)公司專(zhuan)門為(wei)機(ji)械(xie)，土建、水利、車輛、船舶、橋梁、鐵道、交通等專(zhuan)業的(de)科研機(ji)構(gou)(gou)、工(gong)礦企事業和(he)大(da)中專(zhuan)高等院(yuan)校(xiao)在科研、設計(ji)、教學、生產和(he)施工(gong)中，進行靜態應(ying)(ying)變(bian)測(ce)試(shi)的(de)一種(zhong)性價(jia)比好的(de)新型精(jing)密測(ce)試(shi)儀(yi)(yi)，也(ye)是(shi)我(wo)公司的(de)高新產品之(zhi)一。

測試儀(yi)特(te)點：

    1.1測試儀在(zai)設計(ji)中，采用(yong)(yong)了單片機(ji)技(ji)術、每通道獨立的(de)超(chao)低噪(zao)聲和(he)(he)可(ke)編程的(de)ADC、液(ye)晶屏(ping)(ping)和(he)(he)大規模集成電路，外觀也采用(yong)(yong)了人性化設計(ji)，視域尺(chi)寸(cun)為(wei)114mm*64mm的(de)液(ye)晶屏(ping)(ping)可(ke)以(yi)多(duo)信息顯示(shi)應變測量數據(ju)和(he)(he)相關的(de)測量狀態，采用(yong)(yong)可(ke)靠的(de)以(yi)太(tai)網(wang)用(yong)(yong)以(yi)連接測試儀和(he)(he)計(ji)算機(ji)進行程序的(de)實時傳(chuan)輸，并用(yong)(yong)以(yi)擴展多(duo)機(ji)通訊，還帶有(you)RS232或(huo)RS485通訊接口，可(ke)以(yi)和(he)(he)計(ji)算機(ji)進行數據(ju)通訊等(deng)功能。

    1.2測(ce)(ce)試儀本身，帶(dai)有12個測(ce)(ce)點(dian)，多可擴展到8組96個測(ce)(ce)點(dian)。為減小各通(tong)道切換過程中接觸電阻變化影響，特(te)別采(cai)用每通(tong)道獨立(li)ADC設計，可獨自對每個測(ce)(ce)點(dian)進行自動預調平衡(heng)、靈(ling)敏系(xi)數等參數設置。

    1.3測試儀各測點的(de)應變電橋(qiao)(qiao)，可獨自任意組(zu)成(cheng)1/4橋(qiao)(qiao)、半橋(qiao)(qiao)和全(quan)橋(qiao)(qiao)連接等幾種方式(shi)。

    1.4測試儀經過上述精心設計和嚴格的制(zhi)造工(gong)藝，從而使(shi)產品具有準確、穩(wen)定、可(ke)靠，且(qie)可(ke)人(ren)工(gong)測讀(du)，又可(ke)自動(dong)測試的雙重操作(zuo)特點，從而使(shi)性價(jia)比更高，是(shi)值得(de)廣大(da)用(yong)戶(hu)的高新產品之一。

    1.5關鍵詞：分組(zu)(zu)——12通(tong)道為(wei)一(yi)組(zu)(zu)，一(yi)臺測(ce)試儀多可(ke)擴展(zhan)至8組(zu)(zu)96通(tong)道即96個測(ce)點，每(mei)臺測(ce)試儀用各自的以太網口通(tong)過(guo)外(wai)部(bu)HUB互相連接組(zu)(zu)網擴展(zhan)；通(tong)道——每(mei)組(zu)(zu)中的獨(du)立采集數據通(tong)道，即測(ce)點。

工作原理(li)

2.1 電路原(yuan)理方(fang)框圖參見圖（1）所示(shi)：

(圖(tu)1) 數字(zi)電阻應變測試(shi)儀的(de)電路原理方框(kuang)圖(tu)

2.2 電橋工(gong)作原(yuan)理(li)參見(jian)圖（2）所(suo)示：

圖(tu)中：Rg—測量電(dian)阻應變計(ji)；

Rd—補償電阻(zu)應變計；

R—內橋(qiao)電(dian)阻(zu)，一般為120Ω；

A、C為供橋(qiao)電壓U；

B、D為輸出電壓Δu。

（圖2）電(dian)阻應變電(dian)橋的工作(zuo)原理圖

    電(dian)(dian)(dian)阻應(ying)(ying)(ying)變(bian)計的電(dian)(dian)(dian)阻效應(ying)(ying)(ying)，可用公式(shi)R=ρL/F（即(ji)應(ying)(ying)(ying)變(bian)計電(dian)(dian)(dian)阻R與(yu)(yu)(yu)金屬絲材(cai)長(chang)度L和電(dian)(dian)(dian)阻率ρ成正比，與(yu)(yu)(yu)它的截面面積F成反比）。對某試件進行應(ying)(ying)(ying)變(bian)（應(ying)(ying)(ying)力）測試時(shi)，當試件受到外力作用時(shi)隨(sui)之產生變(bian)形(xing)，應(ying)(ying)(ying)變(bian)計的電(dian)(dian)(dian)阻值將會產生一(yi)微(wei)小的增量(liang)△R變(bian)化，此(ci)時(shi)電(dian)(dian)(dian)阻應(ying)(ying)(ying)變(bian)計的單(dan)位電(dian)(dian)(dian)阻增量(liang)△R/R與(yu)(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)變(bian)量(liang)△L/L在(zai)線性(xing)范圍內成正比例(li)關系(xi)，可用電(dian)(dian)(dian)阻應(ying)(ying)(ying)變(bian)計靈敏系(xi)數(shu)K值，可由(you)（1）式(shi)表示：

     ΔR    ΔL    ΔR

K= —— / —— = —— / ε               （1）

            R      L      R

    當(dang)進(jin)行電(dian)阻應(ying)變測試時(shi)，由于測量(liang)應(ying)變計(ji)的電(dian)阻值隨被(bei)測試件受力產生應(ying)變變化，從而(er)使(shi)電(dian)橋失去平衡(heng)，其輸出(chu)電(dian)壓Δu如（2）式所示：

             1     ΔR     1

Δu = —— U —— = ——KεU              （2）

        4      R      4

    同理，如在全(quan)橋時，根據應變電橋的(de)橋臂加減(jian)特性，其(qi)輸出(chu)電壓Δu可(ke)得出(chu)與4個橋臂電阻變化(hua)的(de)相關關系如（3）式所(suo)示：

U K   ;         

Δu = —— （ε1-ε2+ε3-ε4）            （3）

4             

2.3 測(ce)量原理

2.3.1對于1/4橋電(dian)路(lu)，根(gen)據上述應(ying)變電(dian)橋工作(zuo)原理(li)，當(dang)R=120Ω，U=2V，K=2.00時，如（4）式所(suo)示(shi)：

                  ;    4Δu

              ε=————                    （4）

              ;         KU

式(shi)中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

      ; K — 電阻應(ying)變計靈敏系(xi)數；

      ε— 被測實(shi)際(ji)應(ying)變量（µε）。

2.3.2同理，對(dui)于(yu)半橋(qiao)電路，如（5）式(shi)所示：

                      2Δu

              ε=————                    （5）

            ;           KU

式中(zhong)： U — 供橋電壓(ya)（V）；

       Δu — 輸(shu)出電(dian)壓；

       K — 電阻應(ying)變(bian)計靈(ling)敏系(xi)數(shu)；

      ε— 被測實際應(ying)變(bian)量（µε）。

2.3.3同理，對于全橋(qiao)電(dian)路，如（6）式所(suo)示：

                        Δu

            ε=————                    （6）

                         KU

式中： U — 供橋電壓(ya)（V）；

       Δu — 輸出電(dian)壓；

       K — 電阻應變計(ji)靈敏系數(shu)；

    ;  ε— 被測實(shi)際應變量（µε）。

3 主(zhu)要技術指標

3.1 應變測量范圍：±1 ~ ±20000µε(應變模(mo)式)

±1 ~ ±30000µε(工程(cheng)模式)；

3.2 分(fen)辨率(lv)：±1µε；

3.3 準確度(du)級別: 0.1級 ；

3.3.1示值誤差：≤±（0.1% red ± 3µε）；

3.3.2靈敏系(xi)數（K）示值誤差：≤±0.1%（FS） ；

3.3.3穩(wen)定度:

3.3.3.1 零(ling)點漂移: ≤±3µε/4h ；

3.3.3.2 示值穩定性: ≤±0.1%/4h ；

3.4 靈敏系(xi)數：K=1.00～2.99（各通道可任意(yi)設定(ding)）；

3.5 可(ke)測量點數(shu)：1 ~ 12點 ，多可(ke)連接8組共(gong)96測點；

3.6 供(gong)橋電(dian)壓：2V（DC）；

3.7 適(shi)用電阻(zu)應變(bian)計電阻(zu)值：60 ~ 1000Ω ；

3.8 自(zi)動(dong)平衡(heng)范(fan)圍：±15000µε（當(dang)電阻(zu)應變計阻(zu)值R=120Ω,K=2.00時(shi)的±1.5%）；

3.9 可(ke)接(jie)電橋(qiao)方式：1/4橋(qiao)、半橋(qiao)和全橋(qiao)三種（各(ge)通道可(ke)任(ren)意組成不同接(jie)橋(qiao)方式）；

3.10 采集速率(lv)： 1Hz（全部連接通道） ；

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

3.12 外形尺(chi)寸：330 mm（長）×228 mm（寬(kuan)）×105 mm（高）；

3.13 自重(zhong)：約(yue)50N ；

3.14 擴展方式：以太(tai)網(wang)絡（光纖可選）；

3.15 可選配計(ji)算機接口（RS232或RS485）；

備注：本產品，參照現行(xing)“中華人民共和國(guo)(guo)國(guo)(guo)家計量檢定規(gui)程”JJG 623-2005《電(dian)阻應變儀》的(de)技術指標(biao)進行(xing)檢定，應變指標(biao)在應變計電(dian)阻值R=120Ω，靈敏系(xi)數K=2.00，供(gong)橋電(dian)壓U=2V（DC）狀(zhuang)態下進行(xing)。

4 測試儀組成

4.1 前面板（圖(tu)3

（圖3）測試儀(yi)前面板(ban)圖

4.1.1 液晶(jing)屏(ping)顯示窗(視域尺寸為(wei)114mm*64mm)：

A—測(ce)試應變(bian)量(liang)數值的符號位；

B—測試(shi)應變量數(shu)值；

C—單(dan)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(she)定狀態時，屏幕顯示設(she)定功能(neng)標(biao)題欄或相應的參數設(she)置。

4.1.2    按鍵部分（參見表1）：      

表(biao)1          各按鍵(jian)在設定與(yu)非設定狀(zhuang)態功(gong)能表(biao)

MYJ-1型靜態數字電阻應變測試儀

4.2 后面(mian)板和側面(mian)板（圖4）

圖4）后面板和側面板圖

A—RS485/RS232通信(xin)接口；

用于RS485通信：1端為A，2端為B；

用于RS232通信(xin)：3 端(duan)接(jie)(jie)地，4 端(duan)為(wei)發送端(duan)TXD， 5 端(duan)為(wei)接(jie)(jie)收端(duan)RXD

（注：兩種通(tong)信(xin)接口(kou)只能任(ren)選一(yi)種）。

    串口通信格式和(he)相關通信命令列(lie)表見(jian)附錄A。

B—以太網口；

C—USB口(可選)；

D—直流電(dian)源(DC 5V)；

E—電(dian)源開關；

4.3上面板（圖(tu)5）