? ? ? 在工程中，應(yīng)力、應(yīng)變是很常用的機(jī)械參量。通過對(duì)機(jī)械零件和機(jī)械結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)量，可以分析其受力狀況和工作狀態(tài)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算，確定工作過程和某些物理現(xiàn)象的機(jī)理。

目前應(yīng)變測(cè)量面臨的一些問題：

?測(cè)點(diǎn)信息與通道的匹配

? ? ? 在應(yīng)變測(cè)量中，常常會(huì)遇到如下幾種工況：?

●? ?測(cè)試過程中，需要將測(cè)點(diǎn)位置信息-線纜-儀器的通道-儀器的機(jī)號(hào)-機(jī)柜號(hào)等參數(shù)一一記錄，過程繁瑣單調(diào)，一旦有某一環(huán)節(jié)出錯(cuò)，后期不易排查；

●? ?如果上述過程有傳感器、線纜、儀器的通道1個(gè)環(huán)節(jié)損壞，將需要對(duì)這個(gè)整條關(guān)系帶進(jìn)行跟蹤記錄，很容易出錯(cuò)；

●? ?很有可能第1天試驗(yàn)沒有完成，需要將現(xiàn)場(chǎng)的采集設(shè)備回收，故需要將信號(hào)線和儀器分離，通常做法是將每個(gè)信號(hào)線做好標(biāo)記，第2天做實(shí)驗(yàn)時(shí)一一匹配，當(dāng)線纜數(shù)量不多時(shí)，這個(gè)方法還是可行的，一旦線纜數(shù)量成百上千時(shí)，這種工作量是不容忽視的。

所以亟需一種能夠綁定測(cè)點(diǎn)信息和儀器的方法來解決此問題。

長導(dǎo)線狀態(tài)下的影響

? ? ? 對(duì)于應(yīng)變測(cè)量，肯定需要考慮長導(dǎo)線影響問題，軟件實(shí)際計(jì)算是按儀器內(nèi)部的橋壓進(jìn)行計(jì)算的，長導(dǎo)線會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變片兩端產(chǎn)生壓降，測(cè)試的應(yīng)變值偏小。

對(duì)于長導(dǎo)線的影響，可以通過多種方式去消除其影響：

●? ?通過人為測(cè)量導(dǎo)線電阻，輸入軟件中，計(jì)算應(yīng)變過程中，將導(dǎo)線電阻影響扣除；

●? ?通過硬件電路實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線電阻測(cè)量，自動(dòng)填充到軟件中，計(jì)算應(yīng)變過程中，將導(dǎo)線電阻影響扣除；

●? ?直接將橋壓輸入到應(yīng)變片兩端，消除導(dǎo)線電阻的影響；

●? ?通過恒流激勵(lì)，通過電阻的變化，換算到應(yīng)變變化，消除導(dǎo)線電阻的影響。

高溫引起電阻的劇烈變化

? ? ? 在高溫應(yīng)變測(cè)量中，應(yīng)變片阻值會(huì)隨著溫度的變化而變化，變化可能超過橋路的量程，將導(dǎo)致傳統(tǒng)惠斯通電橋平衡不了，無法進(jìn)行測(cè)量。

? ? ? 如下為惠斯通電橋，Eo為輸出端電壓，Ei為供橋電壓，輸出端電壓隨著橋臂電阻的變化而變化，如式（1）所示，由于ΔR<<R，可以忽略分母中的ΔR項(xiàng)和分子中ΔR的高次項(xiàng)，對(duì)于最常用的全等臂電橋，可簡(jiǎn)化為式（2）。

? ? ? 在高溫測(cè)試中，ΔR是不可以忽略的，故高次項(xiàng)不能忽略，需要考慮非線性影響，用常規(guī)惠斯通橋路進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量會(huì)帶來誤差。

通道狀態(tài)的檢查

? ? ? 應(yīng)變測(cè)量之前，需要確定橋路是否存在問題。常規(guī)方式，一個(gè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)去敲擊，查看應(yīng)變的變化，時(shí)常會(huì)遇到測(cè)點(diǎn)很多、不易敲擊的狀況，需要一種簡(jiǎn)單快速的方式實(shí)現(xiàn)所有通道狀態(tài)的檢測(cè)。

后期通道的定期校準(zhǔn)

? ? ? 對(duì)于應(yīng)變測(cè)量的儀器，要求定期對(duì)其精度進(jìn)行校準(zhǔn)，一般都是送到各地的計(jì)量單位，耗時(shí)費(fèi)力，如果能有一種多通道并行校準(zhǔn)系統(tǒng)將會(huì)使應(yīng)變測(cè)量更加簡(jiǎn)單。

解決方案：

測(cè)點(diǎn)與傳感器智能識(shí)別功能

? ? ? 智能導(dǎo)線識(shí)別功能，只要將用戶定義的測(cè)點(diǎn)信息與導(dǎo)線編號(hào)綁定，系統(tǒng)即自動(dòng)讀取測(cè)點(diǎn)信息并始終與數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)，同時(shí)，智能導(dǎo)線還保存了硬件的測(cè)點(diǎn)參數(shù)，更換通道后自動(dòng)錄入測(cè)點(diǎn)參數(shù)信息，提高了工作效率，避免了現(xiàn)場(chǎng)出錯(cuò)。

導(dǎo)線電阻自動(dòng)測(cè)量及修正

? ? ? 橋路導(dǎo)線電阻自動(dòng)測(cè)量及修正：軟件一鍵操作，同時(shí)完成所有通道在1/4橋（三線制）、半橋和全橋狀態(tài)下，橋路長導(dǎo)線電阻的自動(dòng)測(cè)量，并根據(jù)工作狀態(tài)，自動(dòng)完成修正。

四線制供橋與雙恒流激勵(lì)

? ? ? 四線制供橋：采用四線制供橋技術(shù)，保證傳感器兩端的基準(zhǔn)電壓穩(wěn)定，無須擔(dān)心由于測(cè)點(diǎn)距離較遠(yuǎn)而導(dǎo)致傳感器兩端的電壓發(fā)生變化。

? ? ? 雙恒流激勵(lì)：采用對(duì)稱恒流激勵(lì)技術(shù)，是高溫下使用應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測(cè)量的最佳方式。對(duì)稱激勵(lì)可保證放大器的共模抑制（CMR）提供了高抗噪能力，允許使用同一片應(yīng)變計(jì)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的測(cè)量。

系統(tǒng)自檢功能

? ? ? 應(yīng)變測(cè)量自檢功能：軟件一鍵操作，同步完成所有通道各個(gè)狀態(tài)（包括供橋電壓、橋路連接、放大器、自動(dòng)平衡、A/D轉(zhuǎn)換器及采樣控制等）的自檢。

應(yīng)變程控自動(dòng)校準(zhǔn)功能

? ? ? 單臺(tái)程控標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變?cè)纯赏瑫r(shí)完成16（全橋、半橋、1/4橋）應(yīng)變示值誤差、應(yīng)變非線性誤差。多臺(tái)源之間可以聯(lián)機(jī)同時(shí)校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)智能化一鍵式應(yīng)變校準(zhǔn)，一鍵啟動(dòng)，中途無須人工干預(yù)即可完成校準(zhǔn)工作，節(jié)省大量的時(shí)間和精力，且同時(shí)可自動(dòng)生成報(bào)告。此產(chǎn)品已作為我公司調(diào)試部門、質(zhì)檢部門的必備工具，通過中國計(jì)量院計(jì)量后，已并被成飛、602所、上海試飛院、商發(fā)、印尼航空局等多個(gè)單位的計(jì)量處作為計(jì)量校準(zhǔn)器具。

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