1. 概述

MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測試儀是測試結(jié)構(gòu)或材料受力后的應(yīng)變采集、存儲與分析的測試儀，它接配電阻應(yīng)變計和各種電阻應(yīng)變式傳感器，可以測量應(yīng)變(應(yīng)力)、拉壓力、壓強(qiáng)、扭矩、位移、傾角、溫度等物理參數(shù)的變化量，是我公司專門為機(jī)械，土建、水利、車輛、船舶、橋梁、鐵道、交通等專業(yè)的科研機(jī)構(gòu)、工礦企事業(yè)和大中專高等院校在科研、設(shè)計、教學(xué)、生產(chǎn)和施工中，進(jìn)行靜態(tài)應(yīng)變測試的一種性價比好的新型精密測試儀，也是我公司的*之一。 

測試儀特點(diǎn)：

1.1測試儀在設(shè)計中，采用了單片機(jī)技術(shù)、每通道獨(dú)立的超低噪聲和可編程的ADC、液晶屏和大規(guī)模集成電路，外觀也采用了人性化設(shè)計，視域尺寸為114mm64mm的液晶屏可以多信息顯示應(yīng)變測量數(shù)據(jù)和相關(guān)的測量狀態(tài)，采用可靠的以太網(wǎng)用以連接測試儀和計算機(jī)進(jìn)行程序的實(shí)時傳輸，并用以擴(kuò)展多機(jī)通訊，還帶有RS232或RS485通訊接口，可以和計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊等功能。

1.2測試儀本身，帶有12個測點(diǎn)，zui多可擴(kuò)展到8組96個測點(diǎn)。為減小各通道切換過程中接觸電阻變化影響，特別采用每通道獨(dú)立ADC設(shè)計，可獨(dú)自對每個測點(diǎn)進(jìn)行自動預(yù)調(diào)平衡、靈敏系數(shù)等參數(shù)設(shè)置。

1.3測試儀各測點(diǎn)的應(yīng)變電橋，可獨(dú)自任意組成1/4橋、半橋和全橋連接等幾種方式。

1.4測試儀經(jīng)過上述精心設(shè)計和嚴(yán)格的制造工藝，從而使產(chǎn)品具有準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，且可人工測讀，又可自動測試的雙重操作特點(diǎn)，從而使性價比更高，是值得廣大用戶的*之一。

1.5關(guān)鍵詞：分組——12通道為一組，一臺測試儀zui多可擴(kuò)展至8組96通道即96個測點(diǎn)，每臺測試儀用各自的以太網(wǎng)口通過外部HUB互相連接組網(wǎng)擴(kuò)展；

通道——每組中的獨(dú)立采集數(shù)據(jù)通道，即測點(diǎn)。

2 工作原理

2.1 MYJ-1型靜態(tài)數(shù)字電阻應(yīng)變測試儀的電路原理方框圖參見圖（1）所示：

(圖1) 數(shù)字電阻應(yīng)變測試儀的電路原理方框圖

2.2 電橋工作原理參見圖（2）所示：

圖中：Rg—測量電阻應(yīng)變計；

Rd—補(bǔ)償電阻應(yīng)變計；

R—內(nèi)橋電阻，一般為120Ω；

A、C為供橋電壓U；

B、D為輸出電壓Δu。

（圖2）電阻應(yīng)變電橋的工作原理圖

電阻應(yīng)變計的電阻效應(yīng)，可用公式R=ρL/F（即應(yīng)變計電阻R與金屬絲材長度L和電阻率ρ成正比，與它的截面面積F成反比）。對某試件進(jìn)行應(yīng)變（應(yīng)力）測試時，當(dāng)試件受到外力作用時隨之產(chǎn)生變形，應(yīng)變計的電阻值將會產(chǎn)生一微小的增量△R變化，此時電阻應(yīng)變計的單位電阻增量△R/R與應(yīng)變量△L/L在線性范圍內(nèi)成正比例關(guān)系，可用電阻應(yīng)變計靈敏系數(shù)K值，可由（1）式表示：

           ΔR    ΔL    ΔR

K= —— / —— = —— / ε               （1）

            R      L      R

當(dāng)進(jìn)行電阻應(yīng)變測試時，由于測量應(yīng)變計的電阻值隨被測試件受力產(chǎn)生應(yīng)變變化，從而使電橋失去平衡，其輸出電壓Δu如（2）式所示：

             1     ΔR     1

Δu = —— U —— = ——KεU              （2）

        4      R      4

同理，如在全橋時，根據(jù)應(yīng)變電橋的橋臂加減特性，其輸出電壓Δu可得出與4個橋臂電阻變化的相關(guān)關(guān)系如（3）式所示：

U K             

Δu = —— （ε1-ε2+ε3-ε4）            （3）

4             

2.3 測量原理

2.3.1 對于1/4橋電路，根據(jù)上述應(yīng)變電橋工作原理，當(dāng)R=120Ω，U=2V，K=2.00時，如（4）式所示：

                      4Δu

              ε=————                    （4）

                       KU

式中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

       K — 電阻應(yīng)變計靈敏系數(shù)；

      ε— 被測實(shí)際應(yīng)變量（µε）。

2.3.2 同理，對于半橋電路，如（5）式所示：

                      2Δu

              ε=————                    （5）

                       KU

式中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

       K — 電阻應(yīng)變計靈敏系數(shù)；

      ε— 被測實(shí)際應(yīng)變量（µε）。

2.3.3 同理，對于全橋電路，如（6）式所示：

                        Δu

            ε=————                    （6）

                         KU

式中： U — 供橋電壓（V）；

       Δu — 輸出電壓；

       K — 電阻應(yīng)變計靈敏系數(shù)；

      ε— 被測實(shí)際應(yīng)變量（µε）。