DH3819无线通讯静态应变测试系统(ZigBee)V01.01(3)
目录
1、概述 (1)
2、应用范围及系统框图 (1)
3、特点 (2)
4、技术指标 (3)
5、工作原理 (4)
6、软件功能 (5)
7、使用说明 (7)
8、电池使用须知 (14)
9、注意事项 (15)
10、维护和检修 (15)
11、配套及随机文件 (16)
12、附录：桥路的连接 (18)
DH3819无线静态应变测试系统
1、概述
DH3819无线静态应变测试系统是全智能化的巡回数据采集系统。每台采集器内置智能锂电池组、无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D转换器、控制电路等。无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。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、位移等物理量进行测量。
2、应用范围及系统框图
2.1根据测量方案，完成全桥、半桥状态的静态应力应变的多点高速巡回检测。2.2和各种桥式传感器配合，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点高速巡回检测。
2.3对输出电压小于20mV的电压信号进行高速巡回检测，分辨率可达1μν。
2.4系统框图
DH38
DH38
DH38DH38
DH38DH38
DH38
DH381
9无线
计算US…
…
…
说明：ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量,模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。
3、特点
3.1系统中, 独立化模块设计，每个数据采集模块可测量8个测点，每台计算机可控制32个模块(256个测点)。模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。
3.2 每个采集模块内置智能锂电池。
3.3 采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。因此，我公司生产的静态应变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。
3.4 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。
3.5 应变采集模块通过无线通讯控制器与笔记本计算机的USB口通讯，且控制器采用USB供电，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。
3.6 中文视窗2000/XP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件,具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性;
3.7 通用、可靠的通讯方式,使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示,
利用计算机海量的存储硬盘,长时间实时、无间断记录所有测点信号；
3.8 内置120Ω标准电阻，用户可方便完成全桥、半桥、1/4桥的状态设置;
3.9 系统在进行平衡操作后自动保存平衡结果数据，若认为此次平衡结果比较重要，可导出平衡数据存入相应文件。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，再进行导入零点操作，可自动恢复工作机箱状态，保证试验继续进行。
3.10 测点平衡指示灯可指示每个测点的平衡状态，方便现场查看测点状况。
4、技术指标
4.1 测量点数：
4.1.1 每个应变采集模块可测8个测点；
4.1.2 每台计算机可控制32个采集箱(即256个测点)；
4.2扫描速度：每个应变采集模块扫描速度为8 测点/秒(多个模块采样同步进行)；
4.3 适用应变计电阻值：60Ω～10000Ω任意设定；
4.4 应变计灵敏度系数：1.0～3.0自动修正；
4.5 供桥电压(DC)：2V；
4.6 测量应变范围：±20000με；
4.7 最高分辨率：1με；
4.8 系统准确度：不大于0.5％±3με；
4.9 零漂：不大于4με/4h（单次采样条件下测量）；
4.10 自动平衡范围：±15000με(应变计阻值的±1.5%)；
4.11 长导线电阻修正范围：0.0～100Ω；
4.12无线通讯：ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量。在视距情况下，模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量；
4.13内置锂电池容量（标称值）：8.4V×2400mA；
4.14充电器指标：
4.14.1充电器为恒流恒压型充电器；
4.14.2充电器输入交流电压：220V±10％, 50Hz±5％；
4.14.3充电器输出直流电压：约8.7V；
4.14.4充电器最大输出电流：1A；
4.15内置锂电池的最大充电直流电压为8.7V，最大充电电流为1A；
4.16采集模块在充满电的情况下，连续工作时间大于8小时；
4.17 状态指示：
4.17.1平衡灯，每个测点对应一个平衡指示灯，当按一下试平衡键或软件中操作平衡，则模块开始采样，采样结束后，当某个测点平衡灯亮红色，表示本通道未平衡，持续5秒钟后所有平衡灯熄灭，以节约电量；
4.17.2 工作灯，当采样时，此红灯亮，采样结束后熄灭；当通讯时，此红灯闪烁，表示正在通讯；绿灯亮时，表示本采集模块得电可正常工作；采样灯，通讯灯，电源灯可合用一个双色LED；
4.17.3 电量指示灯，可指示剩余电量，依次表示100%，75%，50%，25%；
4.18 使用环境：符合GB6587.1-86-Ⅱ要求；
4.19 外形尺寸：
4.19.1应变采集模块尺寸：171 mm(长) × 105mm(宽)× 30mm(高)（未包含天线尺寸）；
4.19.2无线通讯控制器尺寸：120mm（长）×65mm（宽）×38mm（高）（未包含天线尺寸）；
4.20 仪器自重：
4.20.1应变采集模块约：0.6kg；
4.20.2 通讯控制器约：0.3kg；
注：所有应变指标均在K=2,Eg=2V状态下定义,参照中华人民共和国国家计量检定规程JJG623-89《电阻应变仪》的方法检定。
5、工作原理
测量原理以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。如下图所示：
图中: Rg 为测量片电阻, R 为固定电阻, K F 为低漂移差动放大器增益, 因 Vi =0.25EgK ε, 即 Vo =K F Vi =0.25K F EgK ε,
所以 ε=
F
EgKK Vo
4
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 ) K F 为放大器的增益
当Eg =2V K =2时 ε=Vo/K F (με) 对于1/2桥电路
ε=
F
EgKK Vo 2
对于全桥电路
ε=
F
EgKK Vo
这样, 测量结果由软件加以修正即可。
6、软件功能
本系统的控制软件可以工作于中文视窗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。 6.1 文件管理：
6.1.1 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。 6.1.2 数据备份：选择“文件”菜单下的“另存为”选项，可将数据发送到硬盘保存。
6.1.3 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。
6.1.4 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。
6.2 参数设置：
6.2.1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。
6.2.2 测点参数设置：
A.“测点特性”：显示测点号、测量内容、测点描述、使用标志、报警设置、报警阀值等内容。并可设置测量结果小数点后有效位数、热电偶冷端温度值、报警色。其中，测量内容的下拉列表中有应变测量、桥式传感器、热电偶测温、铂电阻测温四项供选择。
B.“应变测量”：当“测点特性”子页面中测量内容为应变测量时，可在此页面中设置桥路方式、应变计电阻、导线电阻、灵敏度系数、弹性模量、泊松比。
C.“桥式传感器”：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。
D．“热电偶测温”：本仪器中此项无用。
E.“铂电阻测温”：本仪器中此项无用。
6.2.3应变花设置：软件中提供应变花设置及应变花值计算功能。
6.3 采样控制：
6.3.1 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。
6.3.2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。
6.3.3 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。
6.3.4 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。
6.3.5 X-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。
6.4 显示设置：
6.4.1 显示方式：可设置成显示应变、应力、应变花、曲线、X-Y记录仪。
6.4.2 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。
6.4.3 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。
6.5 打印设置：
6.5.1 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。
6.5.2 打印页面设置：选择在一页纸上的输出表格数、表格格式等。
6.5.3 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。
7、使用说明
7.1采集器及控制器面板功能
采集器面板图如下图
A. 天线。
B. 补偿片接线端子。
C. 电量指示灯：电源未开时按电源按钮2秒，或是电源已开时按电源按钮1秒，该指示灯就会亮成绿色，其格数指示剩余电量。
D. 工作指示灯：此灯亮成绿色表示本采集模块可正常工作。
E. 电源按钮：长按此按钮，直至“工作”指示灯E亮成绿色。
F. 试平衡按钮：可通过此按钮来简单判断通道上信号连接是否正常可平衡。
G. 充电器插口。
H. 通道平衡指示灯：指示每个通道的平衡状态，方便现场查看测点状况或在与电脑通讯前判断仪器是否平衡。
I. 应变片接线端子。
控制器面板图如下图
A. 天线。
B. USB通讯口。使用USB线连接该USB通讯口与计算机的USB口。
7.2桥路的连接及修正系数
7.2.1 与应变计的连接
本仪器可接桥路方式为：1/4桥、半桥、全桥，如附录中表1所示。可修正结果如下。
7.2.2 灵敏度系数的修正
ε=i i K ε2
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 7.2.3长导线的修正
a. 将工作片用两根长导线接至DH3819（1/4桥公用补偿片）
ε= (1+2)
R Rl
εi
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DH3819（半桥连接，1/4桥计算结果）
ε= (1+)R Rl εi
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DH3819
ε= (1+)
R Rl εi 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. 将应变计接成全桥电路，然后用四根长导线引至DH3819
ε= (1+2)
R Rl εi 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 7.2.4 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：
i
R R εε42
/120120/++=
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，只有当应变计的阻值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%。
7.2.5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
7.2.6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（半桥与表1中方式四相同，全桥与表1中方式六相同），而参数设置时，只需按此设置：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。
7.3操作流程
7.3.1驱动安装
在使用DH3819无线静态应变测试系统前，需要用USB线连接DH3819无线通
讯应变控制器与计算机USB接口。若该计算机是第一次使用DH3819无线通讯静态应变测试系统，在接入USB线后，计算机系统会提示找到新硬件，并要求安装驱
Drivers-new.exe的安装程序。该驱动程序在随动程序。驱动程序起始为cp210x
-
机附带的软件光盘中。
下面以Windows 2000操作系统下的安装为例来说明安装步骤：(Windows XP 操作系统下的安装与此类似)
Drivers-new.exe安装1）、建议将本公司随机附带的软件安装盘中的cp210x
-
程序复制到硬盘，注意下述过程图片显示的是该驱动程序的安装过程。
2）、安装cp210x
Drivers-new.exe程序。记住安装过程中的安装目录，如安
-
装目录为C:\SiLabs\MCU\CP210x
3）、将所配USB通讯线的B端（正方形）插入仪器的USB接口，然后将通讯线的A端（长方形）插入计算机的USB接口，这时操作系统会提示找到新硬件，然后弹出“找到新的硬件向导”，如下图所示：
4）、选择“搜索适合于我的设备的驱动程序（推荐）（S）。”，如下图所示：
5）、点击“下一步”，如下图所示，选中“指定一个位置（S）”，
6）、点击“下一步”，如下图所示，选择“浏览”，选择驱动程序所在目录C:\SiLabs\MCU\CP210x\WIN，按确定：
7）、系统提示“找到了驱动程序文件”，如下图所示：
8）、点击下一步，当安装完成后，系统提示“完成找到新硬件向导”，如下图所示：
9）、点击“完成”按钮，系统自动进行更新，并完成驱动程序的安装。
7.3.2仪器操作
A. 按附录中的桥路连接方式将外部信号可靠连接到仪器各通道接线端子上。
B. 长按“电源”按钮，直至“工作”指示灯亮成绿色。
C. 无控制器、未连接计算机，仅采集器工作时，可以先通过采集器上的“试平衡”按钮来判断连线是否正确。按一下此键，“工作”指示灯由绿色变成红色，且闪烁，当指示灯闪烁停止，并恢复成绿色时，表示平衡完成，此时每个通道的指示灯若为熄灭状态，即表示所有测点连线均正常，平衡成功；若某通道的指示灯亮成红色，即表示该测点连线错误，未平衡。
D. 使用配套的USB线将DH3819无线通讯控制器与计算机连接。
E. 打开软件。
7.3.3软件操作
软件的操作请参考软件使用说明书。
8、电池使用须知
8.1 使用仪器配套充电器，不能使用其它替代。（配套充电器为恒流恒压型充电器，跟市场上的普通充电器有区别）。
8.2 第一次使用仪器，需先将电池电量完全放干，然后进行充电，充满电后再使用。
8.3 充电时，充电器上的指示灯为红色，当充电器上的指示灯变成绿色，说明充电结束。
8.4 仪器最好是在关机状态下充电，以免外围干扰对仪器使用产生影响。仪器可以一边使用一边充电，但不推荐用户使用。
8.5 仪器使用结束请关断电源。
8.6 仪器如果长时间不用（3个月以上），需将电池电量充至10%以上（最好充至100%），以免因电池自放电引起减少电池使用寿命。如过放电，则会引起电池损坏。
8.7 电池使用寿命：400个充放电循环后，电池容量大于70%。
9、注意事项
9.1在平衡操作过程中,当出现误操作,将有效数据文件覆盖,可用以下方法将其恢复: 在数据文件的存放目录下,找到与其对应的BAK文件,将其更名为*.TST即可。
9.2有关导线电阻的说明：
9.2.1 方式一，导线电阻为两根导线之和。
9.2.2 方式二、三、四，将应变计分别用两根导线接至数据采集箱，导线电阻为两根导线电阻之和。若将两组应变计的一端连接成公共线后再引线至数据采集箱，导线电阻为单根导线电阻。
9.2.3 方式五、六，导线电阻为两根导线之和。
9.3 所有连线必须牢固可靠。
9.4 全桥连接时, 交换Vi +和Vi -的连接, 可以改变输出信号的极性。
9.5 每通道所有的Rg、Rd及R的对外连接线均应尽量短, 长度也应相等。
9.6 电缆线的连接、拆除必须在仪器关机的状态下进行；
9.7 在中文视窗95/98/NT/2000/XP操作系统下,平衡开始前，必须先查找机箱，计算机自动进行设备检测，出现相应的提示框。
9.8 湿度较大的环境下使用本仪器,零漂将明显增加。
9.9 应避免将仪器置于强电场中使用。
9.10 输入、输出电缆线应尽量避免靠近电力线、变压器及其它干扰源。
9.11 切勿在过高温度和湿度的条件下使用和存放仪器, 切勿将仪器直接在阳光下曝晒。
9.12 仪器在进入定时采样前，应将Windows XP/2000中的屏幕保护程序去掉，即设置为“无”。同时应避免计算机进入睡眠状态和节电模式。
10、维护和检修
10.1 仪器的维护：
10.1.1 本仪器是Ⅱ组仪器,属于通用仪器，若在超过环境规定条件的现场使用，
应注意避免酸、碱、盐、雾、雨淋及过强的幅射场、电场、磁场。当环境温度高于规定，而输出电流较大时应用电扇散热；
10.1.2 使用时注意勿使模拟输出短路；
10.1.3 存放时，应将仪器盖好，防止灰尘污染，以减小输入、?输出插头的接触电阻，若一旦污染，应根据污染性质选择适当的溶剂(?如无水乙醇、乙醚、四醚化碳等)，以白绸布蘸少许将污物擦净；
10.2 故障检查:
10.2.1 如果不能采集或采集不到数据；
10.2.1.1 检查所有传感器连接是否正确；
10.2.1.2 重新插拔一下传感器与仪器的连接端，保证连接可靠；
10.2.1.3 重新启动仪器；
10.2.1.4 连接线或传感器损坏；
10.2.2 噪声偏大:
10.2.2.1 如果发现显示屏所显示的噪声值偏大时, 则应检查系统附近有一个较强的电磁场, 干扰有用信号；
10.2.2.2 如果显示屏显示的值为无规则噪声值, 那么应检查一下, 输入电缆的连接是否可靠、正确；
10.2.3 有时因现场环境产生的交变磁场很大，导致有用信号被污染，从而引起所测信号的噪声较大，此时应将仪器与现场的环境分离开来，能降低噪声。
10.3 一般来讲，DH3819无线通讯静态应变测试系统在设计和制造中已充分考虑能够提供用户多年的无故障运行，若出现影响其正常功能故障时，请首先考虑其外部原因，如上所述。然而一旦出现元件的早期失效，就应切断电源, 以防止故障进一步扩大而损坏仪器, 若故障一时无法排除, 请立即与本公司取得联系,以免影响您的工作。
11、配套及随机文件
11.1 DH3819无线静态应变采集器 1个11.2 DH3819无线通讯应变控制器 1个11.3 充电器 1个11.4 DH3819软件安装光盘 1份
11.5 使用说明书 1份11.6 产品合格证 1份11.7 USB线 1根(具体品种数量以货物装箱清单为准)
12、附录：桥路的连接
表1：应变计的连接
序号用途现场实例与采集箱的连接输入参数
方式一1/4桥(多通道共用
补偿片)
适用于测量简单拉
伸压缩或弯曲应变
灵敏度系数
导线电阻
应变计电阻
方式二半桥（1片工作片, 1
片补偿片）
适用于测量简单拉
伸压缩或弯曲应变,
环境较恶劣
灵敏度系数
导线电阻
应变计电阻
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操作流程 （1）机器的设定及连接 连接主机和扫描箱等，并将「GND」端子接地。具体的主机以及扫描箱的接地方法详见说明书。 （2）连接外部设备 如需连接USB-70系列扫描机箱，用连接线将UCAM-60与USB-70连接。连接线一端连接UCAM-60B的[To SCANNER（USB-70）]，另一端连接扫描箱的[To INDICATOR]。 （3）连接电脑设备 用交叉线连接电脑，交叉线的一端连接UCAM-60B的[ETHERNET]接口，另一端连接电脑网口。接通电源使仪器预热30分钟。 设置UCAM-60B的IP：192.168.0.61 子网掩码：255.255.255.0 默认网关：192.168.0.59 UCAM名称：UCAM60B 工作组：WORKGROUP 通过协议4设置电脑本地连接如下图所示：
（4）打开UCS-60A软件 单机file（文件）在下拉菜单中选择environment进行设置，具体设置如下图：
设置完毕单击communication进行连接。成功即出现下面图示。 （5）测试条件设置 点击菜单中的Settings（设置）选择下拉菜单中的Meas conditions(测试条件设置)，如下图：
MEAS CH：设置使用通道的数量*注意是从0开始。在给导线编号时最好是从0开始这样个接线端是一一对应的。 Scan Speed:设置测试速度。没有特殊要求选择Normal即可。Repeat Times:重复测试次数。静载试验一般取1即可。 System Control：设置如下图即可：
Scanning Unit/Scanner：对扫描设备进行选择，按图即可。 Meas CH mode:对桥路进行选择。图中所示为1/4桥的情况，具体选择和每个桥的解释见说明书。 Cal Coef:校正系数的设定。通常采用的设定为应变片和导线过长的设定具体计算方法如下。
试验一电阻应变片的粘贴技术与静态电阻应变仪的使用一、试验目的 （1）掌握电阻应变片的选用原则和方法。 （2）学习常温用电阻应变片粘贴技术。 （3）熟悉静态电阻应变仪的操作规程。 （4）掌握静态电阻应变仪单点测量与多点测量的基本原理。 （5）学会电阻应变片作半桥及全桥测量的接线方法。 （6）验证电桥的桥路特性，测取不同接桥方式的桥路桥臂的灵敏系数。 二、试验设备及器材 （1）等强度梁一根。 （2）万用表。 （3）粘结剂（502快干胶及305型AB胶、丙酮等）。 （4）常温用电阻应变片。 （5）电烙铁、镊子、放大镜及其他工具。 （6）测量导线若干。 （7）加载砝码。 （8）静态电阻应变仪及预调平衡箱。 三、实验方法及步骤 （1）电阻应变片的粘贴。 ①检查、分选电阻应变片——用放大镜剔除丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。用万用表测量各应变片电阻值，进行电阻值选配。同一测区用片的电阻值相差不得超过仪器可调平的允许范围。 ②试件测点表面准备——用砂纸等工具除去试件待测表面漆层、电镀层、锈斑、污垢覆盖层，划出测点定位线，然后用0#砂纸磨平，再打成与测量方向成45°交叉的条纹，最后用棉球蘸丙酮沿一方向擦拭干净。 ③贴片——使用502快干胶，要掌握时机，左手捏住应变片引线，右手上胶，胶水应均而薄（多用反而不好）。待一分钟左右，当胶水发黏时，校正方向贴好，再垫上玻璃纸（最好用聚乙烯类非极性塑料薄膜），用手指稍加滚压即可。
用环氧树脂胶贴片时，先需在待测面上涂一薄层胶液，将应变片放上，轻轻校正方向，然后盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶液，保证胶层尽可能地薄而均匀，而在应变片周围应有胶液溢出效果才好。贴片后垫上橡皮等，用重物或夹具加压，压力为0.05~0.1MPa，24小时固化后方可进行
T S T3822静态应变测试分析系统 10测点 20测点 10+1测点 概述 T S T3822静态应变测试分析系统适用于学生实验以及小型工程，可单台手动控制，也可通过U S B与计算机连接控制，单台计算机可控制64台；有10测点、20测点、(10+1)测点三种采集箱可供用户选择，各测点可分别组桥，方式为全桥、半桥、1/4桥(设公共补偿端子)，各测点参数单独设定，能同时测量应变、位移、压力、力等物理量；高清大面积数码管直接显示测量结果，人性化的按键操作，用户可以很方便的查看各测点的测量情况。 技术指标 1.仪器接口：U S B 2.0 2.单台采集箱测点数：10、20、10+1 3.单台计算机可控制最大测点数：640、1280、704 4.最高采样频率：1H z 5.A/D分辨率：16位 6.显示方式：计算机显示/L E D 7.控制方式：计算机/手动 8.扩展方式：串行 9.最大采集箱间距离：100m 10.最高分辨率:1με 11.测量应变范围：±19999με 12.自动平衡范围：±15000με(R=120Ω,K=2.0时应变计阻值的±1.5%) 13.应变计电阻值范围:50～10000Ω任意设定 14.应变计灵敏度系数：1.0～3.0自动修正 15.长导线电阻修正范围：0.0～100Ω 16.系统不确定度：不大于0.5％±3με 17.漂移（程控状态）：±3με/4小时（零漂）；±1με/℃(温漂) 18.供桥电压:D C2V±0.1％ 19.电源:A C220V（±10％） 50H z（±2％） 20.功率：约15W 21.电磁兼容试验符合A类指标
22.使用环境：适用于G B6587.1-86-Ⅱ组条件 23.外形尺寸:340m m（长）×239m m（宽）×100m m（高）（10测点） 340m m（长）×311m m（宽）×100m m（高）（20、10+1测点） 24.仪器自重：10测点约4k g,20测点约5k g，10+1测点约4.5k g 产品应用： 该系统稳定性好,可测量缓慢变化的物理量，非常适用于学生实验以及小型工程使用。
结构静态应变测试 实验报告 课程名称: 现代结构实验技术 专业: 船舶与海洋工程 学生姓名: 学号: 指导老师: 蔡忠华 小组：第二组 2014 年 1 月 2 日
1.实验目的 利用电阻应变片、静态应变仪等设备，测量某一海洋平台模型在单桩腿受外载荷的状况下各桩腿的应变值，掌握结构静态应变的测量方法。 2.实验原理 2.1电-液伺服加载系统 电液伺服液压系统它可以较为精确地模拟试件所受的实际外力，产生真实的实验状态，在结构实验的领域中，用以模拟并产生各种振动荷载，如地震、海浪等荷载对结构物的作用，是一种较为理想的载荷加载设备。 电液伺服系统目前采用闭环控制，其主要组成是有电液伺服加载器、控制系统和液压源等三大部分。它可将负荷、应变、位移、加速度等物理量直接作为控制参数，实行自动控制。指令发生器根据实验要求发出指令信号，与反馈信号在伺服控制器中进行比较，其差值即为误差信号，经放大后予以反馈，用来控制伺服阀操纵液压加载器活塞的工作，完成全系统的闭环控制。 电液伺服阀是电液伺服液压加载系统中的心脏部分，它能根据输入电流信号的极性控制油的流向，根据输入电流信号的大小控制油的流量。使加载器按输入信号的规律对结构施加荷载。目前，电液伺服液压实验系统均与电子计算机和模控系统联机使用，使整个系统能进行程序控制，数据采集和数据处理。其优点是：产生载荷频率范围广、负荷能力大；波形种类多，且易于重现外载荷波形；加载系统响应快、灵敏度高，系统控制与测量精度高。 2.2电阻应变片传感器原理 电阻应变片传感器由粘贴了电阻应变敏感元件的弹性元件和变换测量电路组成。被测力学量作用在一定形状的弹性元件上，使之产生形变。这时，粘贴在其上的电阻应变敏感元件将力学量引起的形变转化为自身电阻值的变化，再由变换测量电路将电阻的变化转化为电压变化后输出。通过对电学量的分析，即可得出物体力学量的变化。 图1 图2 电阻应变仪是测量精度很高的测量仪器，由于采用不同的测量电路形式可以分为单桥、半桥和全桥的电路。通过电路测量的变化，即可得出应变的值。由于应变片对于温度敏感，因此，必须设定温度补偿片抵消温度对测试结果的影响。
DH-3818静态应变测试仪使用方法 一、概述 DH-3818静态应变测试仪集数据采集箱、微型计算机及支持软、硬件构成。 可自动/手动、准确、可靠、快速进行静态应变测量。广泛用于机械、土木、航 空航天、国防、交通等领域。若配接合适的应变式传感器，还可对压力、扭矩、 位移、温度等物理量进行测量。 测试仪具有自动平衡功能，内置标准电阻，可方便实现全桥、半桥及1/4 桥（公用补偿片）连接。 二、主要技术指标 1．测量点数：每台静态应变测试仪有1——10个通道，最多可同时测10 点。每台计算机可控制10台静态应变测试仪； 2．程控状态下采集速度：10测点/秒； 3．测试应变范围：±19999με 4．分辨率：1με 5．系统不确定度：小于0.5％±3με（程控状态） 6．零漂：≤4με/2h（程控状态） 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％； 8．电源电压：220V±10%，50Hz±1% 三、工作原理 1．WESTONE电桥测量原理 现以1/4桥，120Ω桥臂电阻为例，加以阐述。如图1所示：图1左侧为WESTONE 电桥 （Eg），C端系直流电源负极(O)。B端、D 端分别为输出信号的V i+、V i-端。第一桥 臂（AB）为测量片电阻R g（120Ω），第 四桥臂（AD）为补偿片电阻R（120Ω）， 第二、三桥臂（BC、CD）为仪器内标准 图1 测量原理
电阻R （120Ω）。 由电桥原理，电桥的输出电压V i 为：εK E V g i 25.0= E g 为桥压（DC 2V ）、 K 为应变片灵敏系数、ε为输入应变量με， 低漂移仪表放大器的输出电压V o 为：εK E K .V K V g F i F o 250== K F 为放大器的增益， 故 F g o KK E V 4=ε (1) 当E g ＝2 V K ＝2时，（1）式为：ε＝ F K V 0 对于1/2桥（半桥）电路 F g o KK E V 2= ε (2) 对于全桥电路 F g o KK E V =ε (3) 这样，测量结果由软件加以修正即可。 2．软件功能 本系统的控制软件工作于Win9x 操作系统，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、打印控制功能。 软件使用说明另述。 四、数据采集箱的面板的功能介绍
1.简介 1.1主要功能 DH3815N静态测试系统，由江苏东华测试技术有限公司开发生产，它采用USB口或者232口，即插即用，方便可靠，通过模块扩展，每台计算机最多可同时控制2048个测点，模块间通讯距离可达100米，方便布线，系统抗干扰能力强。 此系统软件实现了从开始测量到产生试验报告的一系列过程。软件包括的主要功能：文件操作、参数设置、采样控制、数据观测和处理、图形显示、数据打印等。 1.2软件的运行环境 1.2.1硬件要求 CPU：Pentium 233 以上，内存：64M以上；USB口或232口，大于100M硬盘剩余空间。 1.2.2操作系统 Win98/Win2000。 1.3软件的安装/卸载 安装： 在光驱中放入系统配带的光盘，光驱将自动运行并在屏幕上显示安装程序； 点击“Setup.EXE”，执行安装操作； 在Windows加载了安装文件后,设置相应的安装路径，根据提示进行选择，直到安装完成。 卸载： 点击“开始|设置|控制面板”，进入控制面板；找到并点击“添加或删除程序”；打开后，找到并选中“DH3815N静态测试系统”，点击“删除”即可卸载本软件。
1.4软件界面 图中显示了软件的各个不同的主要区域。以下对各工具栏进行简要介绍。 工具栏 1 建立一个新测试项目19 前一批数据 2 打开一个测试项目20 后一批数据 3 打印21 末批数据 4 打印预览22 移动到下一块数据 5 新建历史曲线窗口23 移动到前一块数据 6 新建实时曲线窗口24 光标读数 7 新建表格窗口25 横向放大曲线 8 显隐采样参数栏26 横向缩小曲线 9 显隐测点参数栏27 纵向放大曲线 10 显隐采样控制栏28 纵向缩小曲线 11 显隐图形属性栏29 自动刻度 12 信号选择30 增加XY数据量 13 图形属性31 减少XY数据量 14 水平平铺窗口32 另存为文本文件 15 垂直平铺窗口33 另存为位图文件 16 关于34 另存为Execl文件 17 定位数据35 自动分布显示 18 首批数据36 手动分布显示
目录 电阻应变测量原理及方法 (2) 1. 概述 (2) 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (3) 电阻应变片的工作原理 (3) 电阻应变片的构造 (4) 电阻应变片的分类 (5) 3. 电阻应变片的工作特性及标定 (8) 电阻应变片的工作特性 (8) 电阻应变片工作特性的标定 (13) 4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (16) 电阻应变片的选择 (16) 电阻应变片的安装 (17) 电阻应变片的防护 (19) 5. 电阻应变片的测量电路 (19) 直流电桥 (19) 电桥的平衡 (23) 测量电桥的基本特性 (23) 测量电桥的连接与测量灵敏度 (24) 6. 电阻应变仪 (31) 静态电阻应变仪 (31) 测量通道的切换 (33) 公共补偿接线方法 (36) 7. 应变-应力换算关系 (37) 单向应力状态 (37) 已知主应力方向的二向应力状态 (37) 未知主应力方向的二向应力状态 (38) 8. 测量电桥的应用 (40) 拉压应变的测定 (40) 弯曲应变的测定 (44) 弯曲切应力的测定 (46) 扭转切应力的测定 (47) 内力分量的测定 (48)
电阻应变测量原理及方法 1. 概述 电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。 电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电 路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。这是一种将机械应变量转换成电量的方法，其转换过程如图1所示。测量电路的输出信号经放大、模数转换后可直接传输给计算机进行数据处理。 电阻应变测量方法又称应变电测法，之所以得到广泛应用，是因为它具有下列优点 1．测量灵敏度和精度高。其分辨率达1微应变（με），1微应变=10-6应变（ε）。 2．测量范围广。可从1微应变测量到2万微应变。 3．电阻应变片尺寸小，最小的应变片栅长为毫米；重量轻、安装方便，对构件无附加力，不会影响构件的应力状态，并可用于应力梯度变化较大的应变的测量。 4．频率响应好。可从静态应变测量到数十万赫的动态应变。 5．由于在测量过程中输出的是电信号，易于实现数字化、自动化及无线电遥测。 6．可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。 7．可制成各种高精度传感器，测量力、位移、加速度等物理量。 图1 用电阻应变片测量应变的过程
DH －3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明 图1 测量原理 DH-3818静态应变测试仪使用方法 一、概述 DH-3818静态应变测试仪集数据采集箱、微型计算机及支持软、硬件构成。 可自动/手动、准确、可靠、快速进行静态应变测量。广泛用于机械、土木、航 空航天、国防、交通等领域。若配接合适的应变式传感器，还可对压力、扭矩、 位移、温度等物理量进行测量。 测试仪具有自动平衡功能，内置标准电阻，可方便实现全桥、半桥及1/4 桥（公用补偿片）连接。 二、主要技术指标 1．测量点数：每台静态应变测试仪有1——10个通道，最多可同时测10 点。每台计算机可控制10台静态应变测试仪； 2．程控状态下采集速度：10测点/秒； 3．测试应变范围：±19999με4．分辨率：1με 5．系统不确定度：小于0.5％±3με（程控状态） 6．零漂：≤4με/2h （程控状态） 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％； 8．电源电压：220V±10%，50Hz±1% 三、工作原理 1．WESTONE 电桥测量原理 现以1/4桥，120Ω桥臂电阻为例，加以阐述。如图1所示：图1左侧为 WESTONE 电桥AC 为电源端，A 点系直流电源正板 （Eg ），C 端系直流电源负极(O)。B 端、 D 端分别为输出信号的V i +、V i - 端。第 一桥臂（AB ）为测量片电阻R g （120Ω）， 第四桥臂（AD ）为补偿片电阻 R （120Ω），第二、三桥臂（BC 、CD ）
DH －3818静 态 应 变 测 试 仪 使 用 说 明 为仪器内标准电阻R （120Ω）。 由电桥原理，电桥的输出电压V i 为： εK E V g i 25.0=E g 为桥压（DC 2V ）、 K 为应变片灵敏系数、ε为输入应变量με， 低漂移仪表放大器的输出电压V o 为： εK E K .V K V g F i F o 250==K F 为放大器的增益， 故 (1) F g o KK E V 4= ε当E g ＝2 V K ＝2时，（1）式为：ε＝ F K V 0 对于1/2桥（半桥）电路 (2)F g o KK E V 2= ε对于全桥电路 (3) F g o KK E V = ε这样，测量结果由软件加以修正即可。 2．软件功能 本系统的控制软件工作于Win9x 操作系统，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、打印控制功能。 软件使用说明另述。 四、数据采集箱的面板的功能介绍 ，然后根据规范与规程
试验一电阻应变片的粘贴技术与静态电阻应变仪的使用 一、试验目的 （1）掌握电阻应变片的选用原则和方法。 （2）学习常温用电阻应变片粘贴技术。 （3）熟悉静态电阻应变仪的操作规程。 （4）掌握静态电阻应变仪单点测量与多点测量的基本原理。 （5）学会电阻应变片作半桥及全桥测量的接线方法。 （6）验证电桥的桥路特性，测取不同接桥方式的桥路桥臂的灵敏系数。 二、试验设备及器材 （1）等强度梁一根。 （2）万用表。 （3）粘结剂（502快干胶及305型AB胶、丙酮等）。 （4）常温用电阻应变片。 （5）电烙铁、镊子、放大镜及其他工具。 （6）测量导线若干。 （7）加载砝码。 （8）静态电阻应变仪及预调平衡箱。 三、实验方法及步骤 （1）电阻应变片的粘贴。 ①检查、分选电阻应变片——用放大镜剔除丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。用万用表测量各应变片电阻值，进行电阻值选配。同一测区用片的电阻值相差不得超过仪器可调平的允许范围。 ②试件测点表面准备——用砂纸等工具除去试件待测表面漆层、电镀层、锈斑、污垢覆盖层，划出测点定位线，然后用0#砂纸磨平，再打成与测量方向成45°交叉的条纹，最后用棉球蘸丙酮沿一方向擦拭干净。 ③贴片——使用502快干胶，要掌握时机，左手捏住应变片引线，右手上胶，胶水应均而薄（多用反而不好）。待一分钟左右，当胶水发黏时，校正方向贴好，
再垫上玻璃纸（最好用聚乙烯类非极性塑料薄膜），用手指稍加滚压即可。 用环氧树脂胶贴片时，先需在待测面上涂一薄层胶液，将应变片放上，轻轻校正方向，然后盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶液，保证胶层尽可能地薄而均匀，而在应变片周围应有胶液溢出效果才好。贴片后垫上橡皮等，用重物或夹具加压，压力为~，24小时固化后方可进行
YJ-33型静态电阻应变仪说明书 一、概述 YJ-33型静态电阻应变仪是一种带有W78E5l6单片微处理器的智能化的应变仪，配合 YZ-22型转换箱可进行自动测量。它采用成型机箱，外观美丽；还采用LCD大屏幕液晶显示， 全中文莱单操作，使用方梗。它具有测量热电势自动补偿的功能，具有单片桥路非线性修正 及自动凋零功能，因此预热时间短、测量精度高、稳定性好。YJ-33型静态电阻应变仪可通 过通用并行打印接口外接打印机，还可通过RS232接口与PC机相连，完成复杂的测量与数 据处理任务，它是科研单位及工矿企业理想的应变测量仪器。 二、主要技术指标 (1)量程：0～±30000με (2)分辨率：lμε (3)基本误差限：不大于±0.1％±2με (4)测量速度：每秒12次 (5)电桥电压：±1.2VDC (6)初始零点范围：±30000με (7)适用电阻应变计阻值：60～1000Ω (8)测量点数：主机单独工作，最多100点(配5台YZ-22型转换箱)，连计算机工作，最多 1000点(配50台YZ-22型转换箱)。 (9)显示方式：LCD液晶大屏幕显示，全中文莱单操作。 (10)灵敏系数：应变仪的灵敏系数按K＝2.000设计(可通过参数设定修改，范围1.000～ 9．999)。 (11)稳定性：A．零点漂移不大于±5με／4h。 B．读数漂移不大于：±0.1％±2με／4h。 (12)温度变化影响：温度对零点和对读数值的变化不大于±0.01％F·S/℃。 (13)输出方式：可以由通用并行打印接口外接打印机。 (14)RS232串行接口：A．数据输出 B．双向信息通讯(联机测量)。 (15)供电电源：220V，50Hz (16)工作环境条件；温度：0℃～40℃ 相对湿度：30％-80％ (17)外形尺寸：350*150*360mm (18)重量：约7kg 三、使用方法 1．工作条件 本仪器应在下列条件下使用： 环境温度：0℃～40℃ 相对湿度：35％-80％ 仪器周围无腐蚀性气体及强磁场干扰。
DH3819无线静态应变测试系统 1.概述： DH3819无线通讯静态应变测量系统是全智能化的巡回数据采集系统。每台采集箱内置智能锂电池组、WiFi无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D转换器、控制电路等。无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器可完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。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、位移等物理量进行测量。 系统框图 注：如果模块大于8个，建议增加无线AP。 2.应用范围： 2.1根据测量方案，完成全桥、半桥、1／4桥状态的静态应力应变的多点高速巡回检测。 2.2和各种桥式传感器配合，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点高速巡回检测。 2.3对输出电压小于20mV的电压信号进行高速巡回检测，分辨率可达1μν。 3.特点: 3.1系统中, 独立化模块设计，每个数据采集模块可测量8个测点，每计算机可控制32个模块(256个测点)，通讯距离最远可达200m（可视距离）。 3.2 每个数据采集箱内置智能锂电池。 3.3 采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。因此，我公司生产的静态应
变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。 3.4 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。 3.5 应变采集箱通过无线通讯控制器与笔记本计算机的USB口通讯，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。 3.6 中文视窗2000/XP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件,具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性; 3.7 通用、可靠的通讯方式,使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示,利用计算机海量的存储硬盘,长时间实时、无间断记录所有测点信号； 3.8 内置120Ω标准电阻，用户可方便完成全桥、半桥、1/4桥的状态设置; 3.9 系统在进行平衡操作后自动保存平衡结果数据，若认为此次平衡结果比较重要，可导出平衡数据存入相应文件。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，再进行导入零点操作，可自动恢复工作机箱状态，保证试验继续进行。 3.11 测点平衡指示灯可指示每个测点的平衡状态，方便现场查看测点状况。 4.技术指标： 4.1 测量点数: 4.1.1 每个数据采集箱可测8个测点; 4.1.2 每台计算机可控制32个采集箱(即256个测点); 4.2扫描速度：每个采集模块扫描速度为8 测点/秒(多个模块采样同步进行); 4.3 适用应变计电阻值: 60Ω～10000Ω任意设定; 4.4 应变计灵敏度系数: 1.0～3.0自动修正; 4.5 供桥电压(DC): 2V; 4.6 测量应变范围: ±20000με; 4.7 最高分辨率: 1με; 4.8 系统准确度: 不大于0.5％±3με; 4.9 零漂: 不大于4με/4h（单次采样条件下测量）; 4.10 自动平衡范围: ±15000με(应变计阻值的±1.5%); 4.11 长导线电阻修正范围: 0.0～100Ω; 4.12无线通讯距离：在视距情况下，可靠传输离距200m; 4.13通讯接口：WiFi无线网络接口; 4.14内置锂电池容量（标称值）：8.4V×2400mA; 4.15充电器指标： 4.1 5.1充电器为恒流恒压型充电器， 4.1 5.2充电器输入交流电压：220V±10％, 50Hz±5％； 4.1 5.3充电器输出直流电压：约8.7V; 4.1 5.4充电器最大输出电流：1A； 4.16内置锂电池的最大充电直流电压为8.7V，最大充电电流为1A；
YE2538C高速静态应变测试仪 说 明 书 江苏联能电子技术有限公司 2017年6月8号
第一章概述 传统的工程型静态电阻应变仪多采用继电器切换测点方式进行采集、测量，但由此而产生的采样速率较慢、组桥形式不够灵活、传输距离短等问题给工程测试的具体工作带来诸多不便。我公司推出的YE2538C高速静态应变测试系统就是为了解决以上诸多问题而开发的真正意义上的工程型高速静态电阻应变仪。它综合了国内外众多同类产品的优点，以其使用的便捷、稳定的性能、很高的性价比，获得多家客户的一致好评，是一款真正具有可比性的产品，也是您理想的选择。 一、YE2538C产品介绍 YE2538C高速静态应变测试仪选择了目前较热门的ARM Cortex M4处理器做为主MCU，配合上自由灵活的FPGA芯片进行控制。YE2538C高速静态应变仪采用了24位的多路复用Σ-Δ型数模转换器（ADC）进行数据采集，采用了16位的数模转换器(DAC)进行通道的平衡和仪器的校准，配合上主MCU拥有的FPU和DSP指令，保证了用户数据的最佳转换速度和精度。YE2538C高速静态应变仪内置了丰富的通讯接口和直观的人机交互界面，用户可以通过网口，USB或者串口进行有线连接，也可以通过Wifi和Zigbee进行无线通讯。YE2538C高速静态应变仪脱离了传统繁琐的设置参数方式，向客户提供了LCD彩色触摸屏设置和观察测试数据。 二、YE2538C产品应用 YE2538C适用于各类应变应力测量场合，尤其适合桥梁、铁路等大型应变应力测量工程的现场测试。
三、YE2538C技术参数
第二章电阻应变仪的测量原理 1.应变片工作原理 电阻应变片是一种电阻式传感器，它以自身电阻的变化来反映需要测量的机械应变。将电阻应变片组成测量电桥，当桥臂电阻变化时，电桥就输出一个和其变化大小成线形关系的电压。通过对该电压进行放大，并对电阻应变片的灵敏系数K进行归一化，就能使输出的电压大小和实际应变大小相对应。在用应变片进行应变测量时，需要对应变片中的金属丝加上～定的电压。为了防止电流过大，产生发热和熔断等现象，要求金属丝有一定的长度，以获得较大的初始电阻值。但在测量构件的应变时，又要求尽可能缩短应变片的长度，以测得“一点”的真实应变。因此，应变片中的金属丝一般做成栅状，称为敏感栅。粘贴在构件上的应变片，其金属丝的电阻值随着构件的变形而发生变化的现象，称为电阻应变现象。在一定的变形范围内，金属丝的电阻变化率与应变成线性关系。当将应变片安装在处于单向应力状态的试件表面，并使敏感栅的栅轴方向与应力方向一致时，应变片电阻值的变化率△R／R与敏感栅栅轴方向的应变ε成正比,即： △R／R=Kε（2.1） 式中：R为应变片的原始电阻值；AR为应变片电阻值的改变量；K称为应变片的灵敏系数。当应变片粘贴在受测物件上后随着受载变形电阻值将发生相应的变化，因应变ε与载荷有关，这样就使应变片完成了一个由载荷表示的机械量变成电量的转换。应变片的灵敏系数一般由制造厂家通过实验测定，这一步骤称为应变片的标定。在实际应用时，可根据需要选用不同灵敏系数的应变片。 2.测量电桥 在电阻应变测试中，通常是将电桥的输出端与放大器相连，而构成电桥的负载。目前多采用直流放大器，由于其直流放大器输入级阻抗很高，与桥臂阻抗相比，其负载阻抗可视为无穷大。典型的电桥电路如下图所示：
实验5静态电阻应变仪的使用与桥路连 接
实验静态电阻应变仪的使用与桥路连接 一、实验目的 1．掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。 2．熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。 二、试验设备及仪器 1．等强度梁 2．静态电阻应变仪 3．数字万用表、游表卡尺 三、实验原理 L等强度梁的应力 等强度梁如图3—1所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tga
h——等强度梁截面高度； 在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值‘，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值实与理论应力值dg加以比较分析。 四、电阻应变法 电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。 1，电阻应变片 电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状， 并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图2—1所示。栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。 实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变片。当该部位沿应变片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。 其中 R——应变片的初始电阻值； ΔR——应变片电阻变化值；
K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。由制造厂家抽 样标定给出的，一般K值在2．0左右。 2．电阻应变仪 由电阻应变片将构件应变‘转换成电阻片的电阻变化AR，而应变片所产生的电阻变化是很微小的。通常用惠斯顿电桥方法来测量，如图3—2所示。电阻构成电桥的四个桥壁。在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。由电工原理可知，电桥的平衡条件为 (3-4) 若电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变 片，其初始电阻都相等，即R1 ,R2 ,R3和R4构件受力前，电桥保持平衡，即U BD。构件受力后，应变片各自受到应变后分别有微小电阻 变化ΔR1 ,ΔR2 ,ΔR3和ΔR4这时，电桥的输出电压将有增量ΔU BD，即
DH3818 静态应变测试分析系统 1 概述 DH3818 是特地为学生实验设计的静态应变测试系统，有10 通道、20通道、（1+10）通道和 （1+19）通道四种形式供用户选择。手动测量时，高亮LED 数码管即时显示应变、力 或位移值。可根据应变计的灵敏度系数、导线电阻、桥路方式对测量结果进行修正。计算机最多可直接控制16台仪器，所有操作均由计算机完成，巡检速度为10 点／秒。 1.1 应用范围 1.1.1 根据测量方案，完成全桥、半桥、1／4 桥（公用补偿片）状态的应力应变的多点巡回 检测； 1.1.2 配合各种桥式传感器，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点巡回检测； 1.1.3 与热电偶配合，通过热电偶分度号的计算，对温度进行多点巡回检测； 1.1.4对输出电压小于20mV的电压信号进行巡回检测，分辨率可达1卩v 1.2 特点 1.2.1 高亮LED 数码管即时显示通道号和应变值，试验结果直观明了； 1.2.2 采用进口高性能机械继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换接触电势变化对测量结果的影响，先进的隔离技术和合理的接地，具有较强的抗干扰能力； 1.2.3 通道组合灵活，可同时接应变传感器和力传感器； 1.2.4 根据应变计的灵敏度系数、导线电阻、桥路方式以及各种桥式传感器灵敏度，对测量结果进行修正。 1.3 系统构成 计算机通过USB 和数据采集箱相连，构成10\20\10+1\19+1 测点的静态应变测量系统。 一台计算机通过RS485通讯扩展线最多可以同时控制16台采集器。 1.3.1 仪器与多种传感器的连接，如图1 所示：
应变类传感器 载荷传感器 图1传感器与仪器连接1.3.2单台工作如图2所示： 图2单台仪器工作1.3.3多台仪器工作如图3所示： N=1 RS485 N=16 图3多台仪器工作
目录 1、概述 (1) 2、应用范围及系统框图 (1) 3、特点 (2) 4、技术指标 (3) 5、工作原理 (4) 6、软件功能 (5) 7、使用说明 (7) 8、电池使用须知 (14) 9、注意事项 (14) 10、维护和检修 (15) 11、配套及随机文件 (16) 12、附录：桥路的连接 (17)
DH3819无线静态应变测试系统 1、概述 DH3819无线静态应变测试系统是全智能化的巡回数据采集系统。每台采集器内置智能锂电池组、无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D 转换器、控制电路等。无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。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、位移等物理量进行测量。 2、应用范围及系统框图 2.1根据测量方案，完成全桥、半桥状态的静态应力应变的多点高速巡回检测。 2.2和各种桥式传感器配合，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点高速巡回检测。 2.3对输出电压小于20mV 的电压信号进行高速巡回检测，分辨率可达1μν。 2.4系统框图 … … …
说明：ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量,模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。 3、特点 3.1系统中, 独立化模块设计，每个数据采集模块可测量8个测点，每台计算机可控制32个模块(256个测点)。模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。 3.2 每个采集模块内置智能锂电池。 3.3 采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。因此，我公司生产的静态应变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。 3.4 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。 3.5 应变采集模块通过无线通讯控制器与笔记本计算机的USB口通讯，且控制器采用USB供电，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。 3.6 中文视窗2000/XP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件,具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性; 3.7 通用、可靠的通讯方式,使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示,利用计算机海量的存储硬盘,长时间实时、无间断记录所有测点信号； 3.8 内置120Ω标准电阻，用户可方便完成全桥、半桥、1/4桥的状态设置; 3.9 系统在进行平衡操作后自动保存平衡结果数据，若认为此次平衡结果比较重要，可导出平衡数据存入相应文件。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，再进行导入零点操作，可自动恢复工作机箱状态，保证试验继续进行。 3.10 测点平衡指示灯可指示每个测点的平衡状态，方便现场查看测点状况。
TST3830动静态应变测试分析系统一、概述 TST3830动静态应变测试分析系统，专为高速应变测量而设计，最高采样频100Hz。该系统广泛应用于桥梁动静载试验、伪动力试验、疲劳试验等各种试验现场。可采集应力应变、电压、位移、温度等多种物理量，被国内众多高校、研究检测机构广泛采用。 二、应用范围 ■根据测量方案，完成1/4桥（三线制、公共补偿）、半桥、全桥状态的动静态应变应力的测量和分析； ■配接各种桥式传感器，可实现压力、力、荷重、位移等多种物理量的测量和分析； ■配接热电偶，可实现温度的测量和分析； ■配接TST126，可以实现大型结构实验模态分析。 三、系统框图 3.1计算机通过以太网连接电源控制器，再由控制器连接采集器，单个系统最多可连接8台采集器。 3.2计算机通过以太网连接电源控制器，再由控制器连接采集器，32台电源控制器
可同时工作，最多可控制256台采集器。 3.3 系统与传感器的连接 四、技术参数
五、软件功能 ■中文视窗2000/XP/Vista/7操作系统下采用Vc++编制的采样控制和分析软件，具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性； ■输入被测试件材料的弹性模量和泊松比，软件将完成应力及两片直角/三片45°直角、60°等边三角形/伞形、扇形等应变花主应力及方向的计算； ■根据传感器的输出灵敏度，完成被测物理量单位；量纲归一化，直接显示被测物理量；计算机自动完成平衡、试采样的控制，以及任选两测点的测量数据定义为X轴和Y轴，边采样边绘制成曲线，完成X-Y记录仪(滞回曲线)的功能； ■为防止数据丢失，根据采样的时间将数据优先存盘。数据的管理包括了打开文件、数据备份、文件删除、数据格式转换(TXT、MAT、EXCEL)等功能，保证了数据处理方便可靠。
试验一静态应变测试工艺及静态应变仪的操作方法 一、试验目的及要求 1.掌握电阻应变片的选用原则、方法及其粘贴技术； 2.熟悉静态应变仪的操作规程； 3.掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理； 4.学会电阻应变仪的半桥测量接线方法。 二、试验设备及仪表 电桥 兆欧表 万用电表 粘结剂 电阻应变片 电烙铁及其它工具 导线若干 Bz-2206 型静态电阻应变仪 标准钢梁（等强度梁） 三、试验内容及原理 1.电阻应变片的粘贴技术 （1）、外观检查；用放大镜仔细检查应变片结构，检查丝栅有无短路、有无锈蚀斑痕、有无弯折；测试应变片的阻值，检查其阻值是否和提供的电阻应变片阻值相符； （2）、贴片前表面的处理：将欲贴应变片部位表面用砂纸打光，并将其表面打出与等强度梁轴线成 450的细纹，然后用药棉沾丙酮将表面擦洗干净，细至药棉上无污迹为止； （3）、画线定位：在贴片处，根据测量方向定位画线（如图 2）； （4）、在粘贴应变片处滴一小滴 502 胶（注意应变片正反面），将应
变片贴在预定位置上，用一小块塑料布盖在应变片上，用手轻轻挤压应变片，将多余的胶水挤出（注意不要让胶水粘在手上）； （5）、检查贴片质量：先观察应变片下是否有气泡、漏粘现象，检查引出线是否粘在试件上，再用万用表检查应变片的绝缘度，绝缘度要求大 于 100MΩ，若不符合要求，则用吹风机烘烤（注意温度不能超过 600），若仍不能达到要求，则需要重新贴片； （6）、接线：先贴端子，将应变片的引线、导线分别焊在端子的对应 接头上； （7）、在导线的一端进一步检查片子的绝缘度及阻值； （8）、防潮处理：用凡士林把应变片、端子封好； 2.静态电阻应变仪的操作原理 静态电阻应变仪的读数ε仪与各桥臂应变片的应变值ε i有下列关系： ε仪=ε1- ε2- ε3+ε4 半桥接线与测量 如果应变片 R1接于应变仪 AB 接线柱，温度补偿片R2接于 BC 接线 柱，则构成外半桥，如图；内半桥由应变仪内部两个精密无感绕线电阻 组成，应变仪读出的数值为ε仪 =ε1。 四、试验步骤 1.按要求粘贴应变片（轴线上），测量等强度梁的厚度及各部分尺寸； 2.按半桥接法接通桥路，预调应变仪，使所接测点读数为零，如果 实在不能调零，则记下初始读数。 3.加载试验：分级加载 5N、 10N、15N、 20N、25N、30N 共 6 级。逐级记取读数。 4.重复上述步骤 3 次，取每级荷载下应变的平均值。并在每一次试 验后记下残余应变值。 五、数据处理与分析
DH3819无线通讯静态应变测试系统(ZigBee)V01.01(3)
目录 1、概述 (1) 2、应用范围及系统框图 (1) 3、特点 (2) 4、技术指标 (3) 5、工作原理 (4) 6、软件功能 (5) 7、使用说明 (7) 8、电池使用须知 (14) 9、注意事项 (15) 10、维护和检修 (15) 11、配套及随机文件 (16) 12、附录：桥路的连接 (18)
DH3819无线静态应变测试系统 1、概述 DH3819无线静态应变测试系统是全智能化的巡回数据采集系统。每台采集器内置智能锂电池组、无线通讯模块、传感器电源、放大器、A/D转换器、控制电路等。无需外接电源和通讯线，计算机就可通过无线通讯控制器完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析，生成和打印试验报告。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、位移等物理量进行测量。 2、应用范围及系统框图 2.1根据测量方案，完成全桥、半桥状态的静态应力应变的多点高速巡回检测。2.2和各种桥式传感器配合，实现压力、力、荷重、位移等物理量的多点高速巡回检测。 2.3对输出电压小于20mV的电压信号进行高速巡回检测，分辨率可达1μν。 2.4系统框图 DH38 DH38 DH38DH38 DH38DH38 DH38 DH381 9无线 计算US… … …
说明：ZigBee无线网络通讯实现无线静态应变测量,模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。 3、特点 3.1系统中, 独立化模块设计，每个数据采集模块可测量8个测点，每台计算机可控制32个模块(256个测点)。模块间通讯距离最远可达500m。模块自己寻找最佳的通讯路径进行组网。每个模块为一个路由点，通过路由通讯的接力可进行更远距离的测量。 3.2 每个采集模块内置智能锂电池。 3.3 采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计，消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。因此，我公司生产的静态应变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。 3.4 先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。 3.5 应变采集模块通过无线通讯控制器与笔记本计算机的USB口通讯，且控制器采用USB供电，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。 3.6 中文视窗2000/XP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件,具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性; 3.7 通用、可靠的通讯方式,使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示,