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一、超動態(tài)應(yīng)變儀 動態(tài)電阻應(yīng)變儀概述

SDY2107A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 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。

二、超動態(tài)應(yīng)變儀 動態(tài)電阻應(yīng)變儀特點(diǎn)：

1、可以2、4、6 通道組合，體積小。

2、橋路自動平衡，平衡時間約2秒平衡范圍大于±15000με

3、采用撥盤開關(guān)校準(zhǔn)，準(zhǔn)確方便。

4、供橋電壓采用六線制，自動修正長導(dǎo)線測量時引入的誤差。

5、頻帶寬：頻響范圍DC—2500kHz（－3dB）。

6、測量精度高，噪聲低，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。

7、器件集成度高，性能穩(wěn)定可靠。

三、超動態(tài)應(yīng)變儀 動態(tài)電阻應(yīng)變儀技術(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：60Ω～5kΩ。

3、供橋電壓：2V，4V，8V（電流不小于33mA）。

4、應(yīng)變系數(shù)：K＝2.00。技術(shù)咨詢：

5、平衡范圍：使用電橋電阻的±3％（約±15000με ）

微調(diào)范圍：±150με 。

6、平衡方式及時間：自動平衡，平衡時間約2秒，平衡保持時間48小時。

7、輸入阻抗：大于100ΜΩ。

8、靈敏度：0.1V/100με     （橋壓2V）。

9、非線性度：小于±0.1％F·S。

10、應(yīng)變校準(zhǔn)值：0，500，1000，2000，5000，10000με。

校準(zhǔn)誤差：不大于校準(zhǔn)值的±0.5％（zui小±1με）。

11、增益：30、50、100、300、500、1000。

12、頻響：DC～2500kHz （-3dB±1dB）。

13、低通濾波：

截止頻率（kHz）：50、100、500、1000、F（2500）（-3dB±1dB）。

14、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±0.5％F·S±1με（4小時）；

           靈敏度變化小于±0.2％F·S（4小時）。

18、供電：交流220V（±10％），50Hz，約40W。

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35×251×130mm³

四、超動態(tài)應(yīng)變儀 動態(tài)電阻應(yīng)變儀使用說明

1、            測試方框圖

SDY2107A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：

圖1

2、            面板說明

通道前面板         通道后面板

輸入插座（7芯航空插座）：

1 橋壓＋，2 橋壓－，3 信號－，4 反饋＋，5 反饋－，6 信號＋，7 屏蔽線。

3、            操作前準(zhǔn)備

①儀器通電之前，先將橋盒接成全橋，把橋盒的航空插頭插入通道的航空插座內(nèi)，旋緊。

     ②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工作指示燈亮了，進(jìn)入工作狀態(tài)。

③各通道的電源開關(guān)為省電而設(shè)置，把不使用的通道的電源開關(guān)置于“關(guān)”的位置。

4、            操作說明

（1）電源部分

① 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，電壓表的量程選擇開關(guān)，設(shè)有滿量程2V和20V兩檔。平時應(yīng)放在20V檔為好，在小于2V的小信號測量時才使用2V檔，電壓表是直流電壓表，在動態(tài)測試中也采集到忽大忽小的交流信號，于是數(shù)字亂跳，且無指示意義，這時量程開關(guān)置“0”位，即輸入接地，顯示為000。

②輸出檢測設(shè)置在后面板上，通過通道選擇開關(guān)與各通道輸出相連，當(dāng)通道選擇開關(guān)選擇1—8各通道時，輸出檢測即輸出相應(yīng)1—8通道的輸出信號值，這樣巡檢時省去改換輸出線的麻煩。

（2）放大通道部分

① 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zui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zui小，這時放大器達(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)。

② 增益選擇

放大通道的增益設(shè)置30、50、100、300、500、1000六檔。為使測量更準(zhǔn)確，預(yù)測被測輸出電壓值或應(yīng)變量是必要的。每個通道放大器放大倍數(shù)zui大為1000倍，若橋壓為2V，單只應(yīng)變片產(chǎn)生1με    時，輸出1mV峰值電壓，100με   輸出0.1V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，增益為300倍，“100”時為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，對被測信號增益為300倍，則橋壓為5V時，系統(tǒng)實(shí)際增益變?yōu)?50倍。

③ 校準(zhǔn)值給定

       “校準(zhǔn)”開關(guān)相當(dāng)于在每個通道內(nèi)設(shè)置了一個簡易標(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＋1000με    時，輸出1.000V，置“測量”檔儀器輸出信號峰值也為1.000V（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＋1000με    。

為使校準(zhǔn)更準(zhǔn)確，校準(zhǔn)前先將校準(zhǔn)開關(guān)置“0”位，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)。

        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)測量過程中“隨時校準(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。

④ 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50、100、500、1000、F（2500）。

   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5—10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。

⑤ 橋壓選擇

        通道后面板設(shè)置了橋壓選擇2V、4V、8V，通常出廠時橋壓置于“2V”檔，建議根據(jù)橋路電阻值大小，按下表選擇相應(yīng)橋壓。

       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

④輸入信號負(fù)端； ①供橋電壓負(fù)端；

②輸入信號正端； ③供橋電壓正端；

⑧屏蔽線連接端

A1、A2是測量電橋相對的兩個臂

D1、D2是測量電橋相對的兩個臂

R1、R2、R3是橋盒內(nèi)部的120Ω標(biāo)準(zhǔn)電阻。

⑥ 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120Ω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（a）、（b）、（d）的連接方式中，必須使用120Ω的應(yīng)變片，才能保證電橋平衡。在實(shí)際測量時，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，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1～1，2～2…..6～6，第7～7腳接屏蔽線，多余芯線可剪去。

⑦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)為Kp的應(yīng)變片，實(shí)際的應(yīng)變值為：

    式中：εp 為實(shí)際的應(yīng)變值

                   εc 為測得的應(yīng)變值

                    Kp 電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)

⑧儀器各通道設(shè)有過荷指示，當(dāng)信號峰值大于5V時，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

⑨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。

五、注意事項(xiàng)

1、    用戶在使用本儀器之前，請仔細(xì)閱讀使用說明書，避免連線或操作錯誤。

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500MΩ以上。

8、    盡量縮短應(yīng)變片與橋盒之間的測試連線，使用同軸電纜做測量導(dǎo)線時，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，同時實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，常將應(yīng)變片組合使用，這時測量值要進(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)變片同時用做測量片，如圖7測量結(jié)果除以4，即

六、故障及解決方案

1、    噪聲干擾，應(yīng)考慮以下情況：

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，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，有條件時換一個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。

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，檢查傳感器和連接線是否絕緣電阻下降，傳感器溫度補(bǔ)償較差或橋盒內(nèi)的固定電阻變質(zhì)等原因。有條件時換一個好的傳感器或橋盒試一試，結(jié)果零點(diǎn)仍然大，問題可能出在儀器本身，請與生產(chǎn)廠家。

4、    電源接通，儀器卻不工作

電源接通時，過荷燈或工作燈不亮，指示表也無任何顯示，請檢查保險絲和電源連接線，若都是好的，請與生產(chǎn)廠家。

七、儀器附件             

1、    電源線一條。

2、    輸出線（每通道）一條。

3、    輸入橋盒（每通道）一個。

4、    保險管一個:1A。

5、    小螺絲刀一把。

6、    產(chǎn)品說明書一份。