MYJ-1型静态数字电阻应变测试仪概述

是测试结构或材料受力后的应变采集、存储与分析的测试仪，它接配电阻应变计和各种电阻应变式传感器，可以测量应变(应力)、拉压力、压强、扭矩、位移、倾角、温度等物理参数的变化量，是我公司专门为机械，土建、水利、车辆、船舶、桥梁、铁道、交通等专业的科研机构、工矿企事业和大中专高等院校在科研、设计、教学、生产和施工中，进行静态应变测试的一种性价比好的新型精密测试仪，也是我公司的高新产品之一。

测试仪特点：

    1.1测试仪在设计中，采用了单片机技术、每通道独立的超低噪声和可编程的ADC、液晶屏和大规模集成电路，外观也采用了人性化设计，视域尺寸为114mm*64mm的液晶屏可以多信息显示应变测量数据和相关的测量状态，采用可靠的以太网用以连接测试仪和计算机进行程序的实时传输，并用以扩展多机通讯，还带有RS232或RS485通讯接口，可以和计算机进行数据通讯等功能。

    1.2测试仪本身，带有12个测点，多可扩展到8组96个测点。为减小各通道切换过程中接触电阻变化影响，特别采用每通道独立ADC设计，可独自对每个测点进行自动预调平衡、灵敏系数等参数设置。

    1.3测试仪各测点的应变电桥，可独自任意组成1/4桥、半桥和全桥连接等几种方式。

    1.4测试仪经过上述精心设计和严格的制造工艺，从而使产品具有准确、稳定、可靠，且可人工测读，又可自动测试的双重操作特点，从而使性价比更高，是值得广大用户的高新产品之一。

    1.5关键词：分组——12通道为一组，一台测试仪多可扩展至8组96通道即96个测点，每台测试仪用各自的以太网口通过外部HUB互相连接组网扩展；通道——每组中的独立采集数据通道，即测点。

工作原理

2.1 电路原理方框图参见图（1）所示：

(图1) 数字电阻应变测试仪的电路原理方框图

2.2 电桥工作原理参见图（2）所示：

图中：Rg—测量电阻应变计；

Rd—补偿电阻应变计；

R—内桥电阻，一般为120Ω；

A、C为供桥电压U；

B、D为输出电压Δu。

（图2）电阻应变电桥的工作原理图

    电阻应变计的电阻效应，可用公式R=ρL/F（即应变计电阻R与金属丝材长度L和电阻率ρ成正比，与它的截面面积F成反比）。对某试件进行应变（应力）测试时，当试件受到外力作用时随之产生变形，应变计的电阻值将会产生一微小的增量△R变化，此时电阻应变计的单位电阻增量△R/R与应变量△L/L在线性范围内成正比例关系，可用电阻应变计灵敏系数K值，可由（1）式表示：

     ΔR    ΔL    ΔR

K= —— / —— = —— / ε               （1）

            R      L      R

    当进行电阻应变测试时，由于测量应变计的电阻值随被测试件受力产生应变变化，从而使电桥失去平衡，其输出电压Δu如（2）式所示：

             1     ΔR     1

Δu = —— U —— = ——KεU              （2）

        4      R      4

    同理，如在全桥时，根据应变电桥的桥臂加减特性，其输出电压Δu可得出与4个桥臂电阻变化的相关关系如（3）式所示：

U K            

Δu = —— （ε1-ε2+ε3-ε4）            （3）

4             

2.3 测量原理

2.3.1对于1/4桥电路，根据上述应变电桥工作原理，当R=120Ω，U=2V，K=2.00时，如（4）式所示：

                      4Δu

              ε=————                    （4）

                       KU

式中： U — 供桥电压（V）；

       Δu — 输出电压；

       K — 电阻应变计灵敏系数；

      ε— 被测实际应变量（µε）。

2.3.2同理，对于半桥电路，如（5）式所示：

                      2Δu

              ε=————                    （5）

                       KU

式中： U — 供桥电压（V）；

       Δu — 输出电压；

       K — 电阻应变计灵敏系数；

      ε— 被测实际应变量（µε）。

2.3.3同理，对于全桥电路，如（6）式所示：

                        Δu

            ε=————                    （6）

                         KU

式中： U — 供桥电压（V）；

       Δu — 输出电压；

       K — 电阻应变计灵敏系数；

      ε— 被测实际应变量（µε）。

3 主要技术指标

3.1 应变测量范围：±1 ~ ±20000µε(应变模式)

±1 ~ ±30000µε(工程模式)；

3.2 分辨率：±1µε；

3.3 准确度级别: 0.1级 ；

3.3.1示值误差：≤±（0.1% red ± 3µε）；

3.3.2灵敏系数（K）示值误差：≤±0.1%（FS） ；

3.3.3稳定度:

3.3.3.1 零点漂移: ≤±3µε/4h ；

3.3.3.2 示值稳定性: ≤±0.1%/4h ；

3.4 灵敏系数：K=1.00～2.99（各通道可任意设定）；

3.5 可测量点数：1 ~ 12点 ，多可连接8组共96测点；

3.6 供桥电压：2V（DC）；

3.7 适用电阻应变计电阻值：60 ~ 1000Ω ；

3.8 自动平衡范围：±15000µε（当电阻应变计阻值R=120Ω,K=2.00时的±1.5%）；

3.9 可接电桥方式：1/4桥、半桥和全桥三种（各通道可任意组成不同接桥方式）；

3.10 采集速率： 1Hz（全部连接通道） ；

3.11 电源：AC 220 V (±10%)，50 Hz (±2%) / DC 5.0V；功率：10W；

3.12 外形尺寸：330 mm（长）×228 mm（宽）×105 mm（高）；

3.13 自重：约50N ；

3.14 扩展方式：以太网络（光纤可选）；

3.15 可选配计算机接口（RS232或RS485）；

备注：本产品，参照现行“中华人民共和国国家计量检定规程”JJG 623-2005《电阻应变仪》的技术指标进行检定，应变指标在应变计电阻值R=120Ω，灵敏系数K=2.00，供桥电压U=2V（DC）状态下进行。

4 测试仪组成

4.1 前面板（图3

（图3）测试仪前面板图

4.1.1 液晶屏显示窗(视域尺寸为114mm*64mm)：

A—测试应变量数值的符号位；

B—测试应变量数值；

C—单位；

D—分组号；

E—通道号；

F—桥路方式；

G—灵敏系数；

H—综合修正系数；

在设定状态时，屏幕显示设定功能标题栏或相应的参数设置。

4.1.2    按键部分（参见表1）：      

表1          各按键在设定与非设定状态功能表

MYJ-1型静态数字电阻应变测试仪

4.2 后面板和侧面板（图4）

图4）后面板和侧面板图

A—RS485/RS232通信接口；

用于RS485通信：1端为A，2端为B；

用于RS232通信：3 端接地，4 端为发送端TXD， 5 端为接收端RXD

（注：两种通信接口只能任选一种）。

    串口通信格式和相关通信命令列表见附录A。

B—以太网口；

C—USB口(可选)；

D—直流电源(DC 5V)；

E—电源开关；

4.3上面板（图5）