动态应变仪使用说明书.docx
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动态应变仪使用说明书
动态应变测试仪
使用说明书
一、概述
二、使用说明
三、技术指标
四、注意事项
五、故障及解决方案
六、仪器附件
一、概述
动态应变仪是一种具有自动平衡功能的动态电阻应变仪,主要用于实验应力分析及动力强度研究中,对结构及材料的任意变形进行动态应变测量。
通道数量可以2、4、6、8自由组合。
体积小重量轻,便于携带和搬运。
采用直流供桥,电桥采用六线制,有长导线补偿功能。
仪器频带宽、校准方便,配接不同类型的应变片及应变式传感器,可以实现应力、拉压力、速度、加速度、位移、扭矩等多种物理量的测量。
动态应变仪具有如下特点:
1、可以2、4、6、8通道组合,体积小。
2、桥路自动平衡,平衡时间约2秒,平衡范围大于士5000卩£
3、采用拨盘开关校准,准确方便。
4、供桥电压采用六线制,自动修正长导线测量时引入的误差。
5、频带宽:
频响范围DC-300kHz(+0.5dB,-3dB)。
6、测量精度高,噪声低,稳定性好,抗干扰能力强。
7、器件集成度高,性能稳定可靠。
二、使用说明
1、测试方框图
动态应变放大器可以配接各种类型的应变片及应变式传感器。
其典型测试方框图如图1所示:
应变片
应变花
*
动态•
'・
数据采”集器及
计算机
应变式加速度计、压
应变仪
力、拉力、扭矩传感器
图1
2、面板说明
SDY2105
OO
mw过鼻
Oo
檯准Jd30I
3、操作前准备
1仪器通电之前,先将桥盒接成全桥,把桥盒的航空插头插入通道的航空插座内,旋紧。
2使用220V50Hz市电供电,电源线一端插入仪器电源插座,另一端接入市电,然后将电源后面板的电源开关置“开”位
置,电源即接通。
这时将要使用的通道电源置于“开”(向上扳),随即该通道的前面板的工作指示灯亮了,进入工作状态。
3各通道的电源开关为省电而设置,把不使用的通道的电源开关置于“关”的位置,再把桥盒的输入插头拔掉,这样该通道的±12V电源和桥压都被关掉了。
4、操作说明
(1)电源部分
1电源前面板设有3?
位液晶显示数字面板表,供仪器各通道调零指示和校准值指示之用,下设两个开关,左边为通道选择开关,可选择测量1—10个通道中任一通道的零点或校准应变值。
右边是面板表的量程选择开关,设有满量程2V和20V
两档。
平时应放在20V档为好,在小于2V的小信号精确测量时才使用2V档,面板表是直流电压表,在动态测试中也采集到忽大忽小的交流信号,于是数字乱跳,且无指示意义,这时量程开关置“0”位,即输入接地,显示为000。
2输出检测设置在仪器电源的后面板上,通过“通道选择”开关与各通道输出相连,当“通道选择”开关选择1—8
个通道时,输出检测即输出相应1—8个通道的输出信号值,这样巡检时省去改换输出线的麻烦。
(2)放大通道部分
①电桥平衡各通道通电前已接入组成全桥的桥盒,开启后面板上电源开关,该通道进入工作状态,绿色工作指示灯亮,将功能转换开关置于“测量”位置,增益开关放在欲选择的档位,按动“自动平衡”电桥平衡按钮,这时20V档面板表上变成只
4
有几十毫伏零点,电桥已被平衡,等预热15分钟后,再按动
“自动平衡”电桥平衡按钮,可多按几次,取最小的,面板表放在2V档,然后用小螺丝刀微调电桥“平衡微调”电位器,使零点值最小,这时放大器达到了理想的平衡状态。
电桥“平衡微调”电位器在使用过程中,有可能调到两边极点还未平衡,这时应回调一段(零点会增大),再重新按动“自动平衡”按钮,用小螺丝刀微调电桥“平衡微调”电位器,使放大器达到理想的平衡状态。
②增益选择
放大通道的增益设置10、30、100、300、500、1000六档。
为使测量更准确,预测被测输出电压值或应变量是必要的。
每个通道放大器放大倍数最大为1000倍,若桥压为2V,单只
应变片产生1□时,输出1mV峰值电压,100□输出0.1V峰值电压,用户可以根据预计的应变产生值来选择增益开关位置。
增益开关置“1000”时,增益为1000倍,“500”时为500倍,依此类推。
桥压增加,相当于系统增益加大,即若桥压为2V时,对被测信号增益为1000倍,则桥压为5V时,系统实际增益变为2500倍。
3校准值给定
“校准”开关相当于在每个通道内设置了一个简易标准应变模拟仪,用以方便的校准出被测信号应变值大小。
例如:
校准置+2000□出寸,输出2.000V,置“测量”档仪器输出信号峰值也为2.000V(用记录设备或峰值表测出),则说明测量信号的应变值为+2000卩£。
为使校准更准确,校准前先将校准开关置“0”位,校准
5
调零后再置不同的应变值进行正负校准。
校准通常在测量开始前进行,校准值应放置到预期的应变值附近,仪器给出正校或负校,都应使系统连结起来进行一段记录,仪器允许在连续测量过程中“随时校准”,不会造成被测量信号与校准信号的叠加,这对于长时间被测应变片或传感器总处于负荷情况下校准尤为方便。
校准完成后功能选择开关放在“测量”位置,进行正常信号测量,测量过程中各旋钮位置不应再变动。
4低通滤波器档位的选择
仪器带有二阶Butterworth型有源低通滤波器,截止频率(k
Hz)分别为3、10、50、100、200、F(300k)。
为了滤除测量信号中不必要的频率分量,应将滤波器开
关置于高于被测信号5—10倍的截止频率处,这样既滤除不必要的频率分量又保证信号无衰减。
5桥压选择
通道后面板设置了桥压选择2V、4V、8V,通常出厂时
桥压置于“2V”档,建议根据桥路电阻值大小,按下表选择相应桥压。
桥压
(V)
桥路电阻(Q)
60
120
350
1000
2
V
V
V
V
4
X
V
V
V
8
X
X
V
V
提高桥压增大仪器灵敏度,为小信号测量提供方便。
5
1
6(7
8
厂
1
1
R3
L
R1
%R2
—
1
¥1-
2-
-D1-
3从2—4
1
.D2.
1
图4桥盒结构及引线说明
4输入信号负端;①供桥电压负端;
②输入信号正端;③供桥电压正端;
⑧屏蔽线连接端
A1、A2是测量电桥相对的两个臂D1、D2是测量电桥相对的两个臂R1、R2、R3是桥盒内部的120Q标准电阻。
6桥路的连接
桥盒是应变测量元件与应变仪连接的桥梁,熟悉桥盒的
结构及连接方法是十分必要的。
图4示出了桥盒引线结构,图
中R1,R2,R3是放在桥盒内的120Q精密电阻,作为辅助桥用,图5给出了1/4桥到全桥的连接方法,在(a)、(b)、(d)的连接方式中,必须使用120Q的应变片,才能保证电桥平衡。
在实际测量时,应变片的连线,桥盒接线柱之间的短路线都要尽可能用烙铁焊接。
为防止外部电磁干扰,特别是50Hz的干扰,
桥盒与应变片之间用屏蔽线。
遇到干扰严重,譬如集流环转接时,桥路干扰可能很大,可采用图5中三线式接法予以降低。
7
在测量点远离仪器条件下,为了保证校准值的准确度,可采用六线制接法,即在桥盒插头和仪器桥路输入插座之间引入需要长度的七芯(或六芯)电缆,两端配接相应的七芯转接插头,即1~1,2~2…..6~6,第7~7脚接屏蔽线,多余芯线可剪去。
A1
图5(a)一只应变片的连接方法
A1
图5(b)一只应变片的连接方法
A1D1
—a_
图5(c)二只应变片的连接方法
A1A2
图5(d)二只应变片的连接方法
D2
A1D1A2
图5(e)四只应变片的连接方法
⑦应变片灵敏度系数的修正
9
仪器设计使用的应变片灵敏度系数K=2.00,若使用的灵敏度
系数为Kp的应变片,实际的应变值为:
式中:
2.00
P一S
PKpc
9P为实际的应变值
9C为测得的应变值
Kp
电阻应变片的灵敏度系数
8仪器各通道设有过荷指示,当信号峰值大于5V时,红色过荷指示灯闪亮,说明信号已经过荷,应适当降低增益,保证仪
器在信号不过荷的情况下工作
9预热:
仪器在接通电源后即进入工作状态,为了保证稳定运行及
测试的准确性,仪器应预热10-15分钟,对于小信号或长时间测量,则需要预热30-60分钟。
预热完毕,即可进行测量。
二、技术指标
1、通道数:
2、4、6、8等多通道组合。
2、适用电桥电阻:
60Q~5kQ。
3、供桥电压:
2V、4V、8V(电流不小于33mA。
4、应变系数:
K=2.00。
5、平衡范围:
使用电桥电阻的士1%(约士5000卩9
微调范围:
士100卩。
6、平衡方式及时间:
自动平衡,平衡时间约2秒,平衡保持时间72小时。
7、输入阻抗:
大于100MQ。
8灵敏度:
0.2V/100卩£(桥压4V)。
9、非线性度:
小于士0.1%F•S。
10、应变校准值(I:
0、500、1000、2000、5000、10000。
校准误差:
不大于校准值的士0.5%(最小士1卩?
。
11、增益:
10、30、100、300、500、1000。
12、频响:
DC〜300kHz什0.5dB,-3dB士1dB)。
13、低通滤波:
截止频率(kHz):
3、10、50、100、200、F(300k)(-3dB士1dB)。
14、输出电压:
峰值士5V。
15、信噪比:
大于40dB。
16、共模拟制比:
100dB。
17、稳定性:
零点漂移小于士0.5%F•S士1卩(4小时);
灵敏度变化小于士0.2%F•S(4小时)。
18、供电:
交流220V(士10%),50Hz,约40W。
19、工作环境:
温度0C〜+40C相对湿度小于80%。
20、外型尺寸:
单通道35X251x130mm3四、注意事项
1、用户在使用本仪器之前,请仔细阅读使用说明书,避免连线或操作错误。
2、仪器尽可能在规定的环境下使用,尽量不要让仪器在阳光下曝晒。
3、避免在高温下使用,这样会降低桥路或放大器的对地绝缘电阻,会造成较大的零漂而使系统不稳定,个别情况下使测量无法
进行。
4、不允许在有强烈腐蚀性气体或大量尘埃的环境中使用或保
存仪器。
5、电源接通后,必须在测试过程中始终保证电源电压按说明书给定的范围内变化。
6、测量过程中不允许按动自动平衡按钮。
7、测量时的温度补偿应变片要贴在测量片相同的材料上,且
测量片与补偿片要同一材料同一阻值同一环境温度,避免阳光
曝晒,对地绝缘在500MQ以上。
8尽量缩短应变片与桥盒之间的测试连线,使用同轴电缆做测量导线时,屏蔽层不能做为一条测量导线,而只能做屏蔽保护连到桥盒的接地端,对金属试件,要与应变仪桥盒地线端连接良好以减小工频干扰。
测量导线应远离干扰源,如变压器,电机,大型用电设
备及动力线等。
测量导线在连接时要尽可能采用对称结构安
装,这样既有利于电桥平衡,又有