儀器說明-應變測試儀-DH3818使用說明.doc

DH3818靜態(tài)應變測試儀 使用說明書目 錄1、概述12、技術指標13、工作原理14、數(shù)據(jù)采集箱的使用方法35、儀器維護及故障排除156、配套及隨機文件151、概述： DH3818靜態(tài)應變測試系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集箱、微型計算機及支持軟件組成?？勺詣?、準確、可靠、快速測量大型結構、模型及材料應力試驗中多點的靜態(tài)應變應力值。廣泛應用于機械制造、土木工程、橋梁建設、航空航天、國防工業(yè)、交通運輸?shù)阮I域。若配接適當?shù)膽兪絺鞲衅? 也可對多點靜態(tài)的力、壓力、扭矩、位移、溫度等物理量進行測量。 特點: * 為學生實驗室專門設計; * 手控狀態(tài)時,大屏數(shù)碼管顯示測量通道和輸入應變量,且可通過功能鍵設置顯示通道、修正系數(shù)及平衡操作; * 程控狀態(tài)時,和筆記本電腦RS-232口進行數(shù)據(jù)通訊,最大程度上滿足了對便攜式儀器的要求,可方便地應用于野外測試; * 自動平衡; * 內置標準電阻, 14橋（公用補償片）、半橋、全橋連接方便。2、技術指標：2.1 測量點數(shù):每臺靜態(tài)應變測量儀最多可測10點, 每臺計算機控制十臺靜態(tài)應變測量儀;2.2 程控狀態(tài)下采樣速率:10測點/秒;2.3 測試應變范圍:19999;2.4 分辨率:1;2.5 系統(tǒng)不確定度:小于0.5%3(程控狀態(tài));2.6 零漂:4/2h(程控狀態(tài));2.7 自動平衡范圍:15000,靈敏度系數(shù)K2，120應變計阻值誤差的1.5%;2.8 測量結果修正系數(shù)范圍:0.00009.9999(手動狀態(tài));2.9 外形尺寸: 353mm(長)291mm(寬)105mm(高);2.10 電源電壓: 220V10, 50Hz1。3、工作原理：3.1 測量原理: 以1/4橋、120橋臂電阻為例對測量原理加以說明。如圖1所示:圖1 測量原理圖中: Rg為測量片電阻, R為固定電阻, KF為低漂移差動放大器增益, 因 Vi=0.25EgK, 即 Vo=KFVi=0.25KFEgK,所以 = (1)式中: Vi為直流電橋的輸出電壓 Eg為橋壓(V) K為應變計靈敏度系數(shù) 為輸入應變量() Vo為低漂移儀表放大器的輸出電壓(V) KF為放大器的增益當Eg=2V K=2時 =Vo/KF()對于1/2橋電路 = (2) 對于全橋電路 = (3)這樣, 測量結果由軟件加以修正即可。3.2 軟件功能(程控狀態(tài)): 本系統(tǒng)的控制軟件可以工作于中文視窗95/98/NT/2000/XP操作系統(tǒng)下, 軟件實現(xiàn)了文件管理、參數(shù)設置、平衡操作、采樣控制、數(shù)據(jù)查詢、打印控制等功能。3.2.1 文件管理：包括打開文件、數(shù)據(jù)備份、文件刪除、數(shù)據(jù)格式轉換等功能。3.2.1.1 打開文件:選擇存有試驗數(shù)據(jù)的文件,打開即可瀏覽所有采樣數(shù)據(jù)。3.2.1.2 數(shù)據(jù)備份：選擇“文件”菜單下的“另存到”選項,可將數(shù)據(jù)發(fā)送到軟盤保存。3.2.1.3 刪除文件：當數(shù)據(jù)文件不再需要時，為避免占用硬盤存貯空間，可將之永久刪除。3.2.1.4 文本轉換：可將本數(shù)據(jù)文件格式轉化為與Word兼容的文本格式，為用戶調用數(shù)據(jù)另作處理提供接口。3.2.2參數(shù)設置:包括裝入配置、平衡結果下傳、設置工作測點、設置測點特性、電橋及試件參數(shù)設置、應變花設置。3.2.2.1 裝入配置:系統(tǒng)自動保留關機前采集箱設定參數(shù),但當所測參數(shù)和以前某一次試驗參數(shù)相同時,可調入該次實驗數(shù)據(jù)文件中的設置參數(shù),以避免重復輸入設置。3.2.2.2 平衡結果下傳：系統(tǒng)在進行平衡操作后自動保存平衡結果數(shù)據(jù)，當發(fā)生突然斷電或試驗當天不能結束時，可在下次開機后，先查找機箱，再進行平衡結果下傳操作，可自動恢復工作機箱狀態(tài)，保證試驗繼續(xù)進行。3.2.2.3 工作測點設置：分別設置各采集箱的起始測點和結束測點，并定義每個 采集箱應變測量和溫度測量，若采集箱配接熱電偶，選擇溫度測量，輸入熱電偶的分度號和冷端溫度，則系統(tǒng)就可對多點溫度進行準確測量。測量結果精度可自定義采樣結果的小數(shù)點位數(shù)。3.2.2.4 測點特性設置：當配接其它橋式傳感器時，可根據(jù)傳感器的靈敏度對每個測點分別輸入修正系數(shù)，并設置被測物理量的單位，描述設置可輸入用戶在實際測量中對每一測點的自定義，供在測量中顯示及打印輸出。所有設置在緊縮模式下對整個機箱所有測點有效，在展開模式下只對選擇的測點有效。3.2.2.5 電橋及試件參數(shù)設置：輸入應變計電阻、導線電阻、靈敏度系數(shù)、橋路方式，實現(xiàn)對測量結果的自動修正。輸入被測試件材料的彈性模量和泊松比，供測量結果的修正及應力和應變花計算。(注:導線電阻的修正,請參閱軟件幫助中長導線的修正公式計算誤差,如認為此誤差可忽略,則無需修正導線電阻;靈敏度系數(shù)的修正根據(jù)用戶所使用的應變計靈敏度系數(shù)而定義;橋路方式在測試過程中必須按1/4橋定義,不需要修改。)3.2.2.6應變花設置:系統(tǒng)預設了兩片直角應變花、三片45直角應變花、60等邊三角形應變花、傘形應變花、扇形應變花五種常用貼片方法以供選擇。3.2.3 采樣控制：包括查找機箱、平衡操作、試采樣、單次采樣、定時采樣、X-Y記錄儀。3.2.3.1 查找機箱：系統(tǒng)將自動查找已經(jīng)進入系統(tǒng)的工作機箱,以自動設置系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫范圍。3.2.3.2平衡操作: 完成所有工作機箱或單臺機箱的自動平衡,顯示平衡結果數(shù)據(jù), 并在軟件設計時, 采用多種方式防止用戶的誤操作, 以免丟失有用數(shù)據(jù)。3.2.3.3 試采樣操作：每次采樣只顯示結果但不存盤，供試驗開始前預調平衡時使用。3.2.3.4 單次采樣: 輸入自定義的試驗狀態(tài), 控制系統(tǒng)采樣,自動存盤, 并顯示當前采樣數(shù)據(jù)。 3.2.3.5 定時采樣: 設置采樣時間間隔和采樣次數(shù),系統(tǒng)將根據(jù)要求自動采樣。當設置的采樣時間間隔小于本儀器采樣速率指標時,系統(tǒng)將連續(xù)采樣。3.2.3.6 X-Y記錄儀:將任意兩點的測量數(shù)據(jù)定義為X軸和Y軸, 邊采樣邊繪制其合成曲線,其它測點則按單點采樣的方式直接存硬盤。3.2.4 顯示設置:包括顯示方式設置、數(shù)據(jù)翻屏、刪除當前記錄、顯示采樣信息等功能。3.2.4.1 顯示方式：可設置成顯示應變、應力、應變花、X-Y記錄儀，在數(shù)據(jù)查詢時可根據(jù)采樣狀態(tài)或采樣時間信息直接定位到某一次采樣數(shù)據(jù)。雙擊顯示測點列表中某測點，該測點在數(shù)據(jù)顯示和打印時將自動隱藏，但不能改變硬盤內的原始數(shù)據(jù)。3.2.4.2 數(shù)據(jù)翻屏：可選擇顯示前一次數(shù)據(jù)或后一次數(shù)據(jù)。3.2.4.3 刪除當前記錄：當某次采樣數(shù)據(jù)無效時，可將其從文件中刪除。3.2.4.4 采樣信息：可顯示機箱的平衡時間、試驗第一次采樣時間、最后一次采樣時間、采樣次數(shù)等信息。3.2.5 打印設置：包括打印機設置、打印頁面設置、打印輸出等功能。3.2.5.1 打印機設置：當安裝了多臺打印機時，可根據(jù)需要選擇當前所使用的打印機，如只安裝了一臺打印機，則不必設置。3.2.5.2 打印頁面設置：選擇在一頁紙上的輸出表格數(shù)、表格格式等。3.2.5.3 打印輸出：選擇此操作后即把當前所選擇數(shù)據(jù)或打印頁面設置的數(shù)據(jù)輸出到打印機。3.2.6 其它功能:3.2.6.1當前有數(shù)據(jù)顯示時,單擊鼠標右鍵,屏上將出現(xiàn)測點編號和測點描述選擇以及歷史數(shù)據(jù)顯示選擇。a. 測點編號顯示:顯示的數(shù)據(jù)按機器定義的測點編號顯示;b. 測點描述顯示:顯示的數(shù)據(jù)按3.2.2.4所述用戶自定義的測點描述顯示;c. 歷史數(shù)據(jù)顯示:可分別顯示某一測點平衡操作后,歷次采樣的數(shù)據(jù)或曲線。4、數(shù)據(jù)采集箱的使用方法：4.1 數(shù)據(jù)采集箱的面板功能: （面板圖如圖2） A. 通道號顯示數(shù)碼管。 B. 應變量及設置修正系數(shù)的顯示數(shù)碼管。 C. 手動控制指示。 D. 自動控制指示。 E. 應變量指示，當此燈亮表示B顯示的是A所指示的通道號對應的應變量。F. 修正系數(shù)指示,當此燈亮表示B顯示的是A所指示的通道的修正系數(shù)。此時修正系數(shù)值的改變可通過數(shù)字鍵來設置。G. 數(shù)字鍵,按此鍵,則顯示所按數(shù)值，此鍵在修改通道號和修正系數(shù)時有效。 H. 確認鍵, 按此鍵, 則確認通道號或修正系數(shù), 確認通道號時, 當通道號數(shù)值大于20或等于0時,則數(shù)碼管閃爍,通道號不能被確定,此時可按退格鍵更改數(shù)值;確認修正系數(shù)時,按此鍵則將修正系數(shù)顯示切換為應變量顯示。I. 設置鍵，按此鍵將應變量顯示切換為修正系數(shù)顯示,此時可按數(shù)字鍵來更改修正系數(shù)。J. 平衡鍵，按此鍵則平衡A所顯示的通道，此鍵在通道號和修正系數(shù)已確定時有效。K. 退格鍵，按此鍵則閃爍的數(shù)碼管顯示值退后一位, 此鍵在修改通道號和修正系數(shù)時有效。M. 風扇。N、O.RS232通訊接口，其中N接口可通過一根通訊電纜與計算機的RS232通訊接口相連,O接口可與下一臺機的通訊或擴展接口相連,如此結聯(lián),一臺計算機最多可控制十臺儀器。P.接地端子。S.保險絲座。R.儀器電源開關。Q.220V電源輸入插座。圖2 前面板 4.2 橋路的連接:4.2.1 與應變計的連接如表一、表二所示。表一為舊接線圖，表二為新接線圖。當使用新接線方式時，每個通道只能接一種橋路，不能同時接幾種橋路（如1/4橋和全橋不能混接），而舊接線方式中，每個通道可同時接1/4橋和全橋或同時接半橋和全橋。新接線圖接法比舊接線圖簡單，無須焊接短路線，修正及計算新舊接線方式相同?？尚拚Y果如下:4.2.1.1 靈敏度系數(shù)的修正：= (4）式中：i為測量應變量 為實際應變量 Ki為應變計靈敏度系數(shù)4.2.1.2長導線的修正a.將工作片用兩根長導線接至DH3818（1/4橋公用補償片） = (1+2i (5) 式中：i為測量應變量 為實際應變量 R 為應變計的阻值 Rl為單根長導線的阻值b. 將工作片和補償片的一端連接成公共線后再用三根引線至DH3818（半橋連接，1/4橋計算結果） = (1+i (6) 式中：i為測量應變量 為實際應變量 R 為應變計的阻值 Rl為單根長導線的阻值c.將工作片接成半橋電路，然后用三根長導線引至DH3818 = (1+2i (7) 式中：i為測量應變量 為實際應變量 R 為應變計的阻值 Rl為單根長導線的阻值d. 將應變計接成半橋電路，然后用四根長導線引至DH3818 = (1+2i (8)式中：i為測量應變量 為實際應變量 R 為應變計的阻值 Rl為單根長導線的阻值4.2.1.3 應變計阻值的修正：a. 全橋和半橋狀態(tài)：橋路為臥式橋，測量結果和等臂橋相同；b. 1/4橋（公用補償片）狀態(tài):橋路為立式橋，則： (9)式中：i為測量應變量 為實際應變量 R 為應變計的阻值 應該說明，只有當R與120相差較大時，才需修正,如當R=130時,引起的誤差為0.16%.4.2.1 修正系數(shù)的修正:=Ki 式中: i為測置應變量 為實際應變量 K為所設置的修正系數(shù)4.2.2 與橋式傳感器的連接：橋式傳感器內部橋路也包括全橋、半橋以及14橋。半橋連接與表一或表二中方式四相同，全橋連接與表一或表二中方式六相同，參數(shù)設置時，橋路方式為方式一，導線電阻為0，靈敏度系數(shù)為2，橋臂電阻為120，在參數(shù)設置的測點特性狀態(tài)，將測點展開，首先設置被測物理量的單位，再在修正檔內輸入下式計算值a 。 1 a= 式中mV/unit為該測點傳感器的靈敏度 1000mV/unit或 1 a= 式中/unit為該測點傳感器的靈敏度 /unit則采樣后，直接顯示被測物理量。4.2.3 熱電偶換能器的連接：按圖3連接線路（注1/4橋和1/2橋短接片需斷開），(測點1為系統(tǒng)零位)視窗95軟件中已包括多種熱電偶冷端補償處理，軟件輸入熱電偶類型和冷端溫度，采樣后直接顯示被測溫度。圖3 與熱電偶的連接4.2.4 電壓信號的輸入：接線圖如圖4（注1/4橋和1/2橋短接片需斷開），參數(shù)設置時，橋路方式為方式一，導線電阻為0，靈敏度系數(shù)為2，橋臂電阻為120，在參數(shù)設置的測點特性狀態(tài)，將測點展開，將單位設置為mV，修正值0.01,則采樣后,直接顯示輸入電壓值（最大測量值為20mV）。圖4 電壓信號的連接4.3 操作流程: 4.3.1 “自動控制”軟件操作: 4.3.1.1 軟件安裝： 將隨機所附光盤放入光驅；雙擊“我的電腦”圖標，指到光驅圖標并雙擊打開光盤目錄；打開要安裝的文件目錄DH3818，雙擊“setup”圖標；按屏幕提示安裝至結束。 打開3818測量系統(tǒng)控制軟件時，系統(tǒng)自動由“手動控制”狀態(tài)切換到“自動控制”，關閉控制軟件，則自動切換到“手動控制”狀態(tài)。4.3.1.2 軟件操作(從開始菜單程序中點擊3818測量系統(tǒng)):- 7 -DH3818靜態(tài)應變測試儀 使用說明書表一：應變計的連接序號 用 途 現(xiàn) 場 實 例與 采 集 箱 的 連 接 輸入?yún)?shù) 方式一1/4橋(多通道共用補償片)適用于測量簡單拉伸壓縮或彎曲應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻 方式二半橋（1片工作片, 1片補償片）適用于測量簡單拉伸壓縮或彎曲應變,環(huán)境較惡劣靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻續(xù)表一：應變計的連接序號 用 途 現(xiàn) 場 實 例與 采 集 箱 的 連 接 輸入?yún)?shù)方式三半橋（2片工作片）適用于測量簡單拉伸壓縮或彎曲應變,環(huán)境溫度變化較大靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻泊松比 方式四半橋(2片工作片)適用于只測彎曲應變,消除了拉伸和壓縮應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻續(xù)表一：應變計的連接序號 用 途 現(xiàn) 場 實 例與 采 集 箱 的 連 接 輸入?yún)?shù)方式五全橋(4片工作片)適用于只測拉伸壓縮的應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻泊松比方式六全橋(4片工作片)適用于只測彎曲應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻表二：應變計的連接序號 用 途 現(xiàn) 場 實 例與 采 集 箱 的 連 接 輸入?yún)?shù) 方式一1/4橋(多通道共用補償片)適用于測量簡單拉伸壓縮或彎曲應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻 方式二半橋（1片工作片, 1片補償片）適用于測量簡單拉伸壓縮或彎曲應變,環(huán)境較惡劣靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻續(xù)表二：應變計的連接序號 用 途 現(xiàn) 場 實 例與 采 集 箱 的 連 接 輸入?yún)?shù)方式三半橋（2片工作片）適用于測量簡單拉伸壓縮或彎曲應變,環(huán)境溫度變化較大靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻泊松比 方式四半橋(2片工作片)適用于只測彎曲應變,消除了拉伸和壓縮應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻續(xù)表二：應變計的連接序號 用 途 現(xiàn) 場 實 例與 采 集 箱 的 連 接 輸入?yún)?shù)方式五全橋(4片工作片)適用于只測拉伸壓縮的應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻泊松比方式六全橋(4片工作片)適用于只測彎曲應變靈敏度系數(shù)導線電阻應變計電阻- 16 -DH3818靜態(tài)應變測試儀使用說明書A.查找機箱:選擇合適的串行口COM1或COM2; B.平衡操作:若不覆蓋原文件,則必須要點擊“更改”，輸入自定義文件名，單擊“平衡”按鈕；若需要顯示平衡結果，請點擊“顯示平衡結果”可選框；若存在不平衡點，在“未平衡測點數(shù)”下拉式列表框中顯示不平衡點，找出不平衡原因； C.參數(shù)設置:具體操作詳見3.2.2,參數(shù)重新設置后,必須先平衡操作再采樣,否則易出錯或造成死機; D.采樣操作:試采樣、單次采樣、定時采樣詳見3.2.3.3至3.2.3.5; E.顯示結果:具體詳見3.2.4; F.數(shù)據(jù)處理:文本轉換及打印數(shù)據(jù)詳見3.2.1.4及3.2.5。4.3.2 “手動控制”操作:打開系統(tǒng)電源或關閉系統(tǒng)自動控制軟件,則系統(tǒng)處于“手動控制”狀態(tài)下,面板功能詳見4.1。4.4 注意事項:4.4.1 所有RS-232C通訊電纜的連接必須在計算機和數(shù)據(jù)采集箱斷電狀態(tài)下進行。4.4.2在平衡操作過程中,當出現(xiàn)誤操作,將有效數(shù)據(jù)文件覆蓋,可用以下方法將其恢復:在數(shù)據(jù)文件的存放目錄下,找到與其對應的BAK文件,將其更名為*.TST即可。4.4.3有關導線電阻的說明：4.4.3.1 方式一，導線電阻為兩根導線之和。4.4.3.2 方式二、三、四，將應變計分別用兩根導線接至數(shù)據(jù)采集箱，導線電阻為兩根導線電阻之和。若將兩組應變計的一端連接成公共線后再引線至數(shù)據(jù)采集箱，導線電阻為單根導線電阻。4.4.4 所有連線必須牢固可靠, 建議與端子連接用焊錫焊牢。4.4.5 接通電源, 系統(tǒng)就可正常工作, 若精確測量, 請預熱三十分鐘。4.4.6 系統(tǒng)必須良好接地, 接地點為電源插座的接地端。系統(tǒng)接地不好,將產(chǎn)生一定的漂移, 穩(wěn)定度也將受到影響。4.4.7 全橋連接時, 交換Vi +和Vi -的連接, 可以改變輸出信號的極性。4.4.8 每通道各測點所有Rg、Rd及R的對外連接線均應盡量短, 長度也應相等。4.4.9在中文視窗95/98/NT/2000/XP操作系統(tǒng)下,平衡開始前，必須先查找機箱，計算機自動進行設備檢測，出現(xiàn)相應的提示框。4.4.10 濕度較大的環(huán)境下使用本儀器,零漂將明顯增加。4.4.11 應避免將儀器置于強電場中使用。4.4.12 輸入、輸出電纜線應盡量避免靠近電力線、變壓器及其它干擾源。4.4.13切勿在過高溫度和濕度的條件下使用和存放儀器, 切勿將儀器直接在陽光下曝曬。4.4.14采集箱必須放置在合適的位置上使用, 切勿將其傾斜或倒置使用。4.4.15 儀器在進入定時采樣