仪器说明应变测试仪DH3818使用说明17页.docx
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仪器说明应变测试仪DH3818使用说明17页
1、概述：
DH3818静态应变测试系统由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。
可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变应力值。
广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。
若配接适当的应变式传感器,也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。
特点:
*为学生实验室专门设计;
*手控状态时,大屏数码管显示测量通道和输入应变量,且可通过功能键设置显示通道、修正系数及平衡操作;
*程控状态时,和笔记本电脑RS-232口进行数据通讯,最大程度上满足了对便携式仪器的要求,可方便地应用于野外测试;
*自动平衡;
*内置标准电阻,1／4桥（公用补偿片）、半桥、全桥连接方便。
2、技术指标：
2.1测量点数:
每台静态应变测量仪最多可测10点,
每台计算机控制十台静态应变测量仪;
2.2程控状态下采样速率:
10测点/秒;
2.3测试应变范围:
±20199με;
2.4分辨率:
1με;
2.5系统不确定度:
小于0.5%±3με（程控状态）;
2.6零漂:
≤4με/2h（程控状态）;
2.7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%;
2.8测量结果修正系数范围:
0.0000～9.9999（手动状态）;
2.9外形尺寸:
353mm（长）×291mm（宽）×105mm（高）;
2.10电源电压:
220V±10％,50Hz±1％。
3、工作原理：
3.1测量原理:
以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。
如图1所示:
图1测量原理
图中:
Rg为测量片电阻,R为固定电阻,KF为低漂移差动放大器增益,
因Vi=0.25EgKε,
即Vo=KFVi=0.25KFEgKε,
所以ε=
（1）
式中:
Vi为直流电桥的输出电压
Eg为桥压（V）
K为应变计灵敏度系数
ε为输入应变量（με）
Vo为低漂移仪表放大器的输出电压（μV）
KF为放大器的增益
当Eg=2VK=2时ε=Vo/KF（με）
对于1/2桥电路
ε=
（2）
对于全桥电路
ε=（3）
这样,测量结果由软件加以修正即可。
3.2软件功能（程控状态）:
本系统的控制软件可以工作于中文视窗95/98/NT/2000/XP操作系统下,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、打印控制等功能。
3.2.1文件管理：
包括打开文件、数据备份、文件删除、数据格式转换等功能。
3.2.1.1打开文件:
选择存有试验数据的文件,打开即可浏览所有采样数据。
3.2.1.2数据备份：
选择“文件”菜单下的“另存到”选项,可将数据发送到软盘保存。
3.2.1.3删除文件：
当数据文件不再需要时，为避免占用硬盘存贮空间，可将之永久删除。
3.2.1.4文本转换：
可将本数据文件格式转化为与Word兼容的文本格式，为用户调用数据另作处理提供接口。
3.2.2参数设置:
包括装入配置、平衡结果下传、设置工作测点、设置测点特性、电桥及试件参数设置、应变花设置。
3.2.2.1装入配置:
系统自动保留关机前采集箱设定参数,但当所测参数和以前某一次试验参数相同时,可调入该次实验数据文件中的设置参数,以避免重复输入设置。
3.2.2.2平衡结果下传：
系统在进行平衡操作后自动保存平衡结果数据，当发生突然断电或试验当天不能结束时，可在下次开机后，先查找机箱，再进行平衡结果下传操作，可自动恢复工作机箱状态，保证试验继续进行。
3.2.2.3工作测点设置：
分别设置各采集箱的起始测点和结束测点，并定义每个
采集箱应变测量和温度测量，若采集箱配接热电偶，选择温度测量，输入热电偶的分度号和冷端温度，则系统就可对多点温度进行准确测量。
测量结果精度可自定义采样结果的小数点位数。
3.2.2.4测点特性设置：
当配接其它桥式传感器时，可根据传感器的灵敏度对每个测点分别输入修正系数，并设置被测物理量的单位，描述设置可输入用户在实际测量中对每一测点的自定义，供在测量中显示及打印输出。
所有设置在紧缩模式下对整个机箱所有测点有效，在展开模式下只对选择的测点有效。
3.2.2.5电桥及试件参数设置：
输入应变计电阻、导线电阻、灵敏度系数、桥路方式，实现对测量结果的自动修正。
输入被测试件材料的弹性模量和泊松比，供测量结果的修正及应力和应变花计算。
（注:
导线电阻的修正,请参阅软件帮助中长导线的修正公式计算误差,如认为此误差可忽略,则无需修正导线电阻;灵敏度系数的修正根据用户所使用的应变计灵敏度系数而定义;桥路方式在测试过程中必须按1/4桥定义,不需要修改。
）
3.2.2.6应变花设置:
系统预设了两片直角应变花、三片45°直角应变花、60°等边三角形应变花、伞形应变花、扇形应变花五种常用贴片方法以供选择。
3.2.3采样控制：
包括查找机箱、平衡操作、试采样、单次采样、定时采样、X-Y记录仪。
3.2.3.1查找机箱：
系统将自动查找已经进入系统的工作机箱,以自动设置系统的数据库范围。
3.2.3.2平衡操作:
完成所有工作机箱或单台机箱的自动平衡,显示平衡结果数据,并在软件设计时,采用多种方式防止用户的误操作,以免丢失有用数据。
3.2.3.3试采样操作：
每次采样只显示结果但不存盘，供试验开始前预调平衡时使用。
3.2.3.4单次采样:
输入自定义的试验状态,控制系统采样,自动存盘,并显示当前采样数据。
3.2.3.5定时采样:
设置采样时间间隔和采样次数,系统将根据要求自动采样。
当设置的采样时间间隔小于本仪器采样速率指标时,系统将连续采样。
3.2.3.6X-Y记录仪:
将任意两点的测量数据定义为X轴和Y轴,边采样边绘制其合成曲线,其它测点则按单点采样的方式直接存硬盘。
3.2.4显示设置:
包括显示方式设置、数据翻屏、删除当前记录、显示采样信息等功能。
3.2.4.1显示方式：
可设置成显示应变、应力、应变花、X-Y记录仪，在数据查询时可根据采样状态或采样时间信息直接定位到某一次采样数据。
双击显示测点列表中某测点，该测点在数据显示和打印时将自动隐藏，但不能改变硬盘内的原始数据。
3.2.4.2数据翻屏：
可选择显示前一次数据或后一次数据。
3.2.4.3删除当前记录：
当某次采样数据无效时，可将其从文件中删除。
3.2.4.4采样信息：
可显示机箱的平衡时间、试验第一次采样时间、最后一次采样时间、采样次数等信息。
3.2.5打印设置：
包括打印机设置、打印页面设置、打印输出等功能。
3.2.5.1打印机设置：
当安装了多台打印机时，可根据需要选择当前所使用的打印机，如只安装了一台打印机，则不必设置。
3.2.5.2打印页面设置：
选择在一页纸上的输出表格数、表格格式等。
3.2.5.3打印输出：
选择此操作后即把当前所选择数据或打印页面设置的数据输出到打印机。
3.2.6其它功能:
3.2.6.1当前有数据显示时,单击鼠标右键,屏上将出现测点编号和测点描述选择以及历史数据显示选择。
a.测点编号显示:
显示的数据按机器定义的测点编号显示;
b.测点描述显示:
显示的数据按3.2.2.4所述用户自定义的测点描述显示;
c.历史数据显示:
可分别显示某一测点平衡操作后,历次采样的数据或曲线。
4、数据采集箱的使用方法：
4.1数据采集箱的面板功能:
（面板图如图2）
A.通道号显示数码管。
B.应变量及设置修正系数的显示数码管。
C.手动控制指示。
D.自动控制指示。
E.应变量指示，当此灯亮表示B显示的是A所指示的通道号对应的应变量。
F.修正系数指示,当此灯亮表示B显示的是A所指示的通道的修正系数。
此
时修正系数值的改变可通过数字键来设置。
G.数字键,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。
H.确认键,按此键,则确认通道号或修正系数,确认通道号时,当通道号数
值大于20或等于0时,则数码管闪烁,通道号不能被确定,此时可按退格键更改数值;确认修正系数时,按此键则将修正系数显示切换为应变量显示。
I.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。
J.平衡键，按此键则平衡A所显示的通道，此键在通道号和修正系数已确定时有效。
K.退格键，按此键则闪烁的数码管显示值退后一位,此键在修改通道号和修正系数时有效。
M.风扇。
N、O.RS232通讯接口，其中N接口可通过一根通讯电缆与计算机的RS232
通讯接口相连,O接口可与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。
P.接地端子。
S.保险丝座。
R.仪器电源开关。
Q.220V电源输入插座。
图2前面板
4.2桥路的连接:
4.2.1与应变计的连接如表一、表二所示。
表一为旧接线图，表二为新接线图。
当使用新接线方式时，每个通道只能接一种桥路，不能同时接几种桥路（如1/4桥和全桥不能混接），而旧接线方式中，每个通道可同时接1/4桥和全桥或同时接半桥和全桥。
新接线图接法比旧接线图简单，无须焊接短路线，修正及计算新旧接线方式相同。
可修正结果如下:
4.2.1.1灵敏度系数的修正：
ε=（4）
式中：
εi为测量应变量ε为实际应变量
Ki为应变计灵敏度系数
4.2.1.2长导线的修正
a.将工作片用两根长导线接至DH3818（1/4桥公用补偿片）
ε=（1+2εi（5）
式中：
εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值Rl为单根长导线的阻值
b.将工作片和补偿片的一端连接成公共线后再用三根引线至DH3818（半桥连接，1/4桥计算结果）
ε=（1+εi（6）
式中：
εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值Rl为单根长导线的阻值
c.将工作片接成半桥电路，然后用三根长导线引至DH3818
ε=（1+2εi（7）
式中：
εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值Rl为单根长导线的阻值
d.将应变计接成半桥电路，然后用四根长导线引至DH3818
ε=（1+2εi（8）
式中：
εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值Rl为单根长导线的阻值
4.2.1.3应变计阻值的修正：
a.全桥和半桥状态：
桥路为卧式桥，测量结果和等臂桥相同；
b.1/4桥（公用补偿片）状态:
桥路为立式桥，则：
（9）
式中：
εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值
应该说明，只有当R与120Ω相差较大时，才需修正,如当R=130Ω时,引起的误差为0.16%.
4.2.1修正系数的修正:
ε=Kεi
式中:
εi为测置应变量ε为实际应变量K为所设置的修正系数
4.2.2与桥式传感器的连接：
桥式传感器内部桥路也包括全桥、半桥以及1／4桥。
半桥连接与表一或表二中方式四相同，全桥连接与表一或表二中方式六相同，参数设置时，桥路方式为方式一，导线电阻为0，灵敏度系数为2，桥臂电阻为120Ω，在参数设置的测点特性状态，将测点展开，首先设置被测物理量的单位，再在修正档内输入下式计算值a。
1
a=───────式中mV/unit为该测点传感器的灵敏度
1000×mV/unit
或1
a=───────式中με/unit为该测点传感器的灵敏度
με/unit
则采样后，直接显示被测物理量。
4.2.3热电偶换能器的连接：
按图3连接线路（注1/4桥和1
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