SDY2107B超動態(tài)應(yīng)變儀使用說明書

1、SDY2107B型超動態(tài)應(yīng)變儀目錄一、 概述-2二、 使用說明-2三、 技術(shù)指標(biāo)-11四、 注意事項(xiàng)-12五、 故障及解決方案-13六、 儀器附件-14一、 概述SDY2107B型超動態(tài)應(yīng)變儀是一種具有自動平衡功能的動態(tài)電阻應(yīng)變儀，主要用于實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析及動力強(qiáng)度研究中，對結(jié)構(gòu)及材料的任意變形進(jìn)行動態(tài)應(yīng)變測量。通道數(shù)量可以2、4、6、8自由組合。體積小重量輕，便于攜帶和搬運(yùn)。采用直流供橋，電橋采用六線制，有長導(dǎo)線補(bǔ)償功能。儀器頻帶寬、校準(zhǔn)方便，配接不同類型的應(yīng)變片及應(yīng)變式傳感器，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力、拉壓力、速度、加速度、位移、扭矩等多種物理量的測量。 SDY2107B型超動態(tài)應(yīng)變儀具有如下特點(diǎn)：1、可

2、以2、4、6、8通道組合，體積小。2、橋路自動平衡，平衡時(shí)間約2秒，平衡范圍約±150003、供橋電壓采用六線制，自動修正長導(dǎo)線測量時(shí)引入的誤差。4、頻帶寬：頻響范圍DC1500kHz（3dB）。5、測量精度高，噪聲低，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。6、器件集成度高，性能穩(wěn)定可靠。二、 使用說明1、 測試方框圖SDY-2107B型超動態(tài)應(yīng)變儀可以配接各種類型的應(yīng)變片及應(yīng)變式傳感器。 其典型測試方框圖如圖1所示：應(yīng)變片應(yīng)變花數(shù)據(jù)采集器及計(jì)算機(jī)SDY2107B動態(tài)應(yīng)變儀應(yīng)變式加速度計(jì)、壓力、拉力、扭矩傳感器圖12、 面板說明 通道前面板 通道后面板3、 操作前準(zhǔn)備 儀器通電之前，先將橋盒接成全

3、橋，把橋盒的航空插頭插入通道的航空插座內(nèi)，旋緊。 使用220V 50Hz市電供電，電源線一端插入儀器電源插座，另一端接入市電，然后將電源后面板的電源開關(guān)置“開”位置，電源即接通。這時(shí)將要使用的通道電源置于“開”（向上扳），隨即該通道的前面板的綠色工作指示燈亮了，進(jìn)入工作狀態(tài)。 各通道的電源開關(guān)為省電而設(shè)置，把不使用通道的電源開關(guān)置于“關(guān)”的位置，再把橋盒的輸入插頭拔掉，這樣該通道的電源和橋壓都被關(guān)掉了。圖44、 操作說明（1）電源部分 電源前面板設(shè)有3位半液晶顯示數(shù)字電壓表，供儀器各通道調(diào)零指示和校準(zhǔn)值指示之用，下設(shè)二開關(guān)，左邊為“通道選擇”開關(guān)，可選擇1-10個(gè)通道中任一通道的零點(diǎn)或校準(zhǔn)應(yīng)變

4、值。右邊是面扳表的“量程選擇”開關(guān)，設(shè)有滿量程2V和20V兩檔。平時(shí)應(yīng)放在20V檔為好，在小于2V的小信號精確測量時(shí)才使用2V檔，面板表是直流電壓表，在動態(tài)測試中也采集到忽大忽小的交流信號，于是儀表顯示的數(shù)字亂跳，且無指示意義，這時(shí)量程開關(guān)置“0”位，即輸入接地，顯示為000。 “輸出測量”插座設(shè)置在儀器電源的后面板上，通過通道選擇開關(guān)分別與各通道的輸出相連，當(dāng)通道選擇開關(guān)選擇1-10各通道時(shí)，輸出測量即輸出相應(yīng)1-10通道的輸出信號值，這樣巡檢時(shí)省去改換輸出線的麻煩。（2）放大通道部分 電橋平衡各通道通電前已接入組成全橋的橋盒，開啟后面板上電源開關(guān)，該通道進(jìn)入工作狀態(tài)，綠色工作指示燈亮，將功

5、能轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“測量”位置，增益開關(guān)放在欲選擇的檔位，按動“自動平衡”電橋平衡按鈕，這時(shí)20V檔面板表上變成只有幾十毫伏零點(diǎn)，電橋已被平衡，等預(yù)熱15分鐘后，再按動“自動平衡”電橋平衡按鈕，可多按幾次，取最小的，3位半電壓表量程放在2V檔，然后用小螺絲刀微調(diào)電橋“平衡微調(diào)”電位器，使零點(diǎn)值最小，這時(shí)放大器達(dá)到了理想的平衡狀態(tài)。 電橋“平衡微調(diào)”電位器在使用過程中，有可能調(diào)到兩邊極點(diǎn)還未平衡，這時(shí)應(yīng)回調(diào)一段(零點(diǎn)會增大)，再重新按動“自動平衡”按鈕，用小螺絲刀微調(diào)電橋“平衡微調(diào)”電位器，使放大器達(dá)到理想的平衡狀態(tài)。 增益選擇放大通道的增益設(shè)置10、30、100、300、1000五檔。為使測量更準(zhǔn)

6、確，預(yù)測被測輸出電壓值或應(yīng)變量是必要的。每個(gè)通道放大器放大倍數(shù)最大為1000倍，若橋壓為2V，單只應(yīng)變片產(chǎn)生2 時(shí)，輸出2mV峰值電壓，200 輸出0.2V峰值電壓，用戶可以根據(jù)預(yù)計(jì)的應(yīng)變產(chǎn)生值來選擇增益開關(guān)位置。增益開關(guān)置“300”時(shí)，增益為300倍，“100”時(shí)為100倍，依此類推。橋壓增加，相當(dāng)于系統(tǒng)增益加大，即若橋壓為2V時(shí)，對被測信號增益為300倍，則橋壓為4V時(shí)，系統(tǒng)實(shí)際增益變?yōu)?00倍。 校準(zhǔn)值給定 “校準(zhǔn)”開關(guān)相當(dāng)于在每個(gè)通道內(nèi)設(shè)置了一個(gè)簡易標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變模擬儀，用以方便的校準(zhǔn)出被測信號應(yīng)變值大小。例如：校準(zhǔn)置2000 時(shí)，輸出2.000V，置“測量”檔儀器輸出信號峰值也為2.000

7、V(用記錄設(shè)備或峰值表測出)，則說明測量信號的應(yīng)變值為2000 。為使校準(zhǔn)更準(zhǔn)確，校準(zhǔn)前先將校準(zhǔn)開關(guān)置“0”位，在調(diào)節(jié)通道前面板的“校準(zhǔn)調(diào)零”電位器的同時(shí)，監(jiān)視3½表頭的顯示（2V檔），使之顯示為0.000V為最好。校準(zhǔn)調(diào)零后再置不同的應(yīng)變值進(jìn)行正負(fù)校準(zhǔn)。如果覺得校準(zhǔn)調(diào)零太麻煩，請使用第二種方法：當(dāng)置不同的應(yīng)變值進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，把置正校和置負(fù)校所得數(shù)值的絕對值相加再除以2，所得數(shù)值就是應(yīng)變校準(zhǔn)值。這樣也克服了零點(diǎn)的漂移對校準(zhǔn)值的影響，在測量進(jìn)行中校準(zhǔn)更為方便。 校準(zhǔn)通常在測量開始前進(jìn)行，校準(zhǔn)值應(yīng)放置到預(yù)期的應(yīng)變值附近，儀器給出正?；蜇?fù)校，都應(yīng)使系統(tǒng)連結(jié)起來進(jìn)行一段記錄，儀器允許在連續(xù)測量

8、過程中“隨時(shí)校準(zhǔn)”，不會造成被測量信號與校準(zhǔn)信號的疊加，這對于長時(shí)間被測應(yīng)變片或傳感器總處于負(fù)荷情況下校準(zhǔn)尤為方便。 校準(zhǔn)完成后功能選擇開關(guān)放在“測量”位置，進(jìn)行正常信號測量，測量過程中各旋鈕位置不應(yīng)再變動。 低通濾波器檔位的選擇 儀器帶有二階Butterworth型有源低通濾波器，截止頻率(kHz)分別為10、50、100、200、500、F（15000）。 為了濾除測量信號中不必要的頻率分量，應(yīng)將濾波器開關(guān)置于高于被測信號510倍的截止頻率處，這樣既濾除不必要的頻率分量又保證信號無衰減。 橋壓選擇 通道后面板設(shè)置了橋壓選擇2V、4V、8V，通常出廠時(shí)橋壓置于“2V”檔，建議根據(jù)橋路電阻值大

9、小，按下表選擇相應(yīng)橋壓。橋壓（V）橋路電阻（）60120350100024×8×× 提高橋壓增大儀器靈敏度，為小信號測量提供方便。 圖4 橋盒結(jié)構(gòu)及引線說明輸入信號負(fù)端； 供橋電壓負(fù)端；輸入信號正端； 供橋電壓正端；屏蔽線連接端A1、A2是測量電橋相對的兩個(gè)臂D1、D2是測量電橋相對的兩個(gè)臂R1、R2、R3是橋盒內(nèi)部的120標(biāo)準(zhǔn)電阻。 橋路的連接 橋盒是應(yīng)變測量元件與應(yīng)變儀連接的橋梁， 熟悉橋盒的結(jié)構(gòu)及連接方法是十分必要的。圖4示出了橋盒引線結(jié)構(gòu)，圖中R1，R2，R3是放在橋盒內(nèi)的120溫度系數(shù)好的精密模壓電阻，作為輔助橋用，圖5給出了1/4橋到全橋的連接方法，在

10、(a)、(b)、(d)的連接方式中，必須使用120的應(yīng)變片，才能保證電橋平衡。在實(shí)際測量時(shí)，應(yīng)變片的連線，橋盒接線柱之間的短路線都要盡可能用烙鐵焊接。為防止外部電磁干擾，特別是50Hz的干擾，橋盒與應(yīng)變片之間用屏蔽線。遇到干擾嚴(yán)重，譬如集流環(huán)轉(zhuǎn)接時(shí)，橋路干擾可能很大，可采用圖5中三線式接法予以降低。在測量點(diǎn)遠(yuǎn)離儀器條件下，為了保證校準(zhǔn)值的準(zhǔn)確度，可采用六線制接法，即在橋盒插頭和儀器橋路輸入插座之間引入需要長度的七芯(或六芯)電纜，兩端配接相應(yīng)的七芯轉(zhuǎn)接插頭，即11，22.66，第77腳接屏蔽線，多余芯線可剪去。應(yīng)變片靈敏度系數(shù)的修正儀器設(shè)計(jì)使用的應(yīng)變片靈敏度系數(shù)K=2.00，若使用的靈敏度系數(shù)

11、為Kp的應(yīng)變片，實(shí)際的應(yīng)變值為： 式中：p 為實(shí)際的應(yīng)變值 c 為測得的應(yīng)變值 Kp 電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)儀器各通道設(shè)有過荷指示，當(dāng)信號峰值大于5V時(shí)，紅色過荷指示燈閃亮，說明信號已經(jīng)過荷，應(yīng)適當(dāng)降低增益，保證儀器在信號不過荷的情況下工作預(yù)熱儀器在接通電源后即進(jìn)入工作狀態(tài)，為了保證穩(wěn)定運(yùn)行及測試的準(zhǔn)確性，儀器應(yīng)預(yù)熱10 15分鐘，對于小信號或長時(shí)間測量，則需要預(yù)熱30 60分鐘。預(yù)熱完畢，即可進(jìn)行測量。三、技術(shù)指標(biāo)1、通道數(shù)：2，4，6，8等多通道組合。2、適用電橋電阻：605k。3、供橋電壓：2V，4V，8V（電流不小于45mA）。4、應(yīng)變系數(shù)：K2.00。5、平衡范圍：使用電橋電阻的&#

12、177;3.0(約±15000 )微調(diào)范圍：±100 。6、平衡方式及時(shí)間：自動平衡，平衡時(shí)間約2秒，平衡保持時(shí)間48小時(shí)。7、輸入阻抗：大于100。8、靈敏度：0.1V/100 (橋壓2V)。9、非線性度：小于±0.1F·S。10、應(yīng)變校準(zhǔn)值×100：0、±5、±10、±20、±50、±100。校準(zhǔn)誤差：不大于校準(zhǔn)值的±0.5±2 。11、增益：10、30、100、300、1000。12、頻響：DC1500kHz (-3dB±1dB)。13、低通濾波：截止頻率(k

13、Hz)：10、50、100、200、500、F（1500k）(-3dB±1dB)。14、最大輸出電壓：峰值±5V。15、信噪比：大于40dB。16、共模擬制比：100dB。17、穩(wěn)定性：零點(diǎn)漂移小于±0.5F·S±1（4小時(shí)）； 靈敏度變化小于±0.2F·S（4小時(shí)）。18、供電：交流220V(±10)，50Hz，約40W（4通道）。19、工作環(huán)境：溫度 0+40 相對濕度小于80。20、外型尺寸：單通道 33（寬）×260（深）×130（高）mm3四、注意事項(xiàng)1、 用戶在使用本儀器之前，請仔細(xì)

14、閱讀使用說明書，避免連線 或操作錯(cuò)誤。2、 儀器盡可能在規(guī)定的環(huán)境下使用，盡量不要讓儀器在陽光下曝曬。3、 避免在高溫下使用，這樣會降低橋路或放大器的對地絕緣電阻，會造成較大的零漂而使系統(tǒng)不穩(wěn)定，個(gè)別情況下使測量無法進(jìn)行。4、 不允許在有強(qiáng)烈腐蝕性氣體或大量塵埃的環(huán)境中使用或保存儀器。5、 電源接通后，必須在測試過程中始終保證電源電壓按說明書給定的范圍內(nèi)變化。6、 測量過程中不允許按動自動平衡按鈕。7、 測量時(shí)的溫度補(bǔ)償應(yīng)變片要貼在測量片相同的材料上，且測量片與補(bǔ)償片要同一材料同一阻值同一環(huán)境溫度，避免陽光曝曬，對地絕緣在500M以上。8、 盡量縮短應(yīng)變片與橋盒之間的測試連線，使用同軸電纜做測

15、量導(dǎo)線時(shí)，屏蔽層不能做為一條測量導(dǎo)線，而只能做屏蔽保護(hù)連到橋盒的接地端，對金屬試件，要與應(yīng)變儀橋盒地線端連接良好以減小工頻干擾。 測量導(dǎo)線應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源，如變壓器，電機(jī)，大型用電設(shè)備及動力線等。測量導(dǎo)線在連接時(shí)要盡可能采用對稱結(jié)構(gòu)安裝，這樣既有利于電橋平衡，又有利于抗干擾，尤其是在長導(dǎo)線測量時(shí)更為必要9、 在實(shí)際測量中，為了提高被測信號的精度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，常將應(yīng)變片組合使用，這時(shí)測量值要進(jìn)行修正，注意應(yīng)變式傳感器不用修正。(1) Al和Dl兩只應(yīng)變片用于應(yīng)變測量如圖6，測量結(jié)果要被2 除,即：（2）四只應(yīng)變片同時(shí)用做測量片，如圖7測量結(jié)果除以4，即五、故障及解決方案1、 噪聲干擾，應(yīng)考慮以

16、下情況：感應(yīng)干擾：在應(yīng)變儀附近有大的漏磁設(shè)備（如大型電機(jī)、變壓器、磁飽和穩(wěn)壓器等），感應(yīng)噪聲可能引入測量電路中，可采用下列方法：將應(yīng)變儀及橋路連接線遠(yuǎn)離上述設(shè)備；被測物完好接地并將應(yīng)變儀連到相同的地上。 電位干擾：當(dāng)被測物存在DC或AC電位時(shí)，會出現(xiàn)電位干擾，這種情況下應(yīng)變儀的良好接地并不是總能帶來好的效果，問題的解決可能是將被測物與應(yīng)變儀連好而實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)然，感應(yīng)干擾和電位干擾很少能用單一的方法解決，往往是試用不同的方法來看看能否取得良好的效果。2、 零點(diǎn)不能平衡主要表現(xiàn)是電源通道上公用表頭有指示，過荷燈總亮。問題可能是出現(xiàn)在輸入插頭到傳感器（應(yīng)變片）這一端，一是傳感器斷路或短路；二是傳感器到插頭之間的連接電纜斷路，有條件時(shí)換一個(gè)好的傳感器或橋盒試一試，若仍然不能平衡，問題可能出在儀器本身，請與生產(chǎn)廠家聯(lián)系。3、 零點(diǎn)漂移大在零點(diǎn)平衡后，無應(yīng)變信號而零漂大時(shí)，檢查傳感器