一、TST3822靜態(tài)電阻應(yīng)變儀用途：

TST3822型靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng),，是專為學(xué)生實驗和小型工程試驗而精心設(shè)計生產(chǎn)的產(chǎn)品,，它可由計算機程控和手動操作（高清大面積數(shù)顯裝置）兩用，它可準確,可靠和便捷的測試結(jié)構(gòu)試驗和實驗力學(xué)中,，可作多測點靜態(tài)應(yīng)變測試的系統(tǒng),，它如相應(yīng)接配電阻應(yīng)變式傳感器，可以測量應(yīng)變（應(yīng)力）,拉力,壓力,荷載,壓強,扭矩,位移,傾角和溫度等參數(shù)的變化量,。從而,，它可廣泛適用于機械,材料,航空,航天,船艦,水電,海港,碼頭,交通（公路,道交,軌交和高鐵）,橋梁,隧道和土木工程等專業(yè)的科研機構(gòu),工礦企事業(yè)和大中專高等院校，在民用的科研,教學(xué)和生產(chǎn)中,，進行靜態(tài)應(yīng)變測試的一種十分通用的測試系統(tǒng),，該系統(tǒng)與國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品相對比，不僅有良好的技術(shù)性能,，還具有*的信價比,，是廣大應(yīng)變測試用戶值得信懶的產(chǎn)品之一。

二．靜態(tài)電阻應(yīng)變儀特點

硬件特點

1.單臺可手動控制,，操作簡單,，數(shù)碼管直接顯示測點號和應(yīng)變值，無需電腦也可完成一般實驗,。

2.合理的接地,，先進的隔離技術(shù)和軟硬件信號處理技術(shù)，使系統(tǒng)具有*的現(xiàn)場抗干擾能力,，適用于各種工程現(xiàn)場的檢測,。

3.可與各種橋式傳感器配合，完成壓力,、力,、荷重、位移等物理量的多點巡回檢測,。

4.可與熱電偶或鉑電阻配合,，通過分度號的計算，對溫度進行多點巡回檢測,。

5.對輸出電壓小于20mV的電壓信號進行巡回檢測,，zui高分辨率可達1μν。

6.電橋接入方式有：全橋,、半橋,、1/4橋（公用補償片）等方式,。

7.測點切換，采用進口高性能光繼電器,切換速度更快,、更穩(wěn)定,。

8.內(nèi)置Q-FAN溫度控制系統(tǒng)，進一步減少溫度對測量結(jié)果的影響,。

軟件特點

1.采樣方式多樣：單次采樣,、定時采樣、連續(xù)采樣,。

2.顯示方式靈活：表格顯示,、時域曲線顯示，可同時顯示多個窗口,，每個窗口可顯示8個測點數(shù)據(jù),。“X-Y”函數(shù)記錄儀方式繪制滯回曲線。

3.視圖實時增加數(shù)據(jù)和減小數(shù)據(jù)量,，方便用戶實時觀測,，同時提供單雙光標讀數(shù)據(jù)功能，并實時計算zui大值,、zui小值等統(tǒng)計值,。

4.數(shù)據(jù)快速定位功能，對于長時間監(jiān)測的工程,，數(shù)據(jù)量很大,，通過快速定位功能，可以很方便的找到需要的數(shù)據(jù),。

5.數(shù)據(jù)標記,，用戶可以對感興趣的數(shù)據(jù)加上標記，這樣可以在各塊數(shù)據(jù)間進行靈活定位,，節(jié)省操作時間,。

6.導(dǎo)入導(dǎo)出平衡結(jié)果，方便用戶繼續(xù)測試,。

7.應(yīng)變花計算：提供兩片直角,、三片直角、扇形,、等角,、傘形等應(yīng)變花計算。

8.可根據(jù)用戶要求,，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入EXCEL、TXT文件,。

9.可根據(jù)用戶的喜好,，選擇喜歡的界面風(fēng)格,。

三．靜態(tài)電阻應(yīng)變儀技術(shù)指標

1.單臺采集箱測點數(shù)：10、20,、10+1三種;（可選）

2.單臺計算機可控制zui大測點數(shù)：640,、1280、704三種;

3.zui高采樣頻率：1Hz （對全部接入測點）;

4.A/D分辨率：24位;

5.顯示/控制方式：計算機程控或 LED/手動,，兩用;

6.擴展方式：串行;

7.zui大采集箱間距離：100m;

8.應(yīng)變（電壓）zui高分辨率: 1με（1μv）;

9.zui大應(yīng)變測量范圍：±19999με;

10.應(yīng)變自動平衡范圍：±15000με （當(dāng)R=120Ω, K=2.00時,，應(yīng)變計阻值的±1.5%）;

11.適用應(yīng)變計電阻阻值范圍: 50～10000Ω 可任意設(shè)定;

12.適用應(yīng)變計靈敏度系數(shù)范圍：1.00～3.0 0可由計算機進行設(shè)置，且可自動修正;

13.長導(dǎo)線電阻修正范圍：0.0～100Ω;

14.準確度級別：0.5級;

14-1示值誤差: <（±0.5%red±3με）;

14-2靈敏度系數(shù)（K）示值誤差 : <±0.5%（F.S）;

14-3穩(wěn)定度:

14-4零點漂移: <±3με/4h;

14-5示值穩(wěn)定度: <±0.1%/4h;

15.溫度漂移（程控狀態(tài)）：±1με/℃;

16.供橋電壓: DC 2.00V±0.1％;

17.電源: AC 220V（±10％）,， 50Hz（±2％）;

18.功率：約15W;

19.電磁兼容試驗符合A類指標;

20.使用環(huán)境：適用于GB6587.1-86-Ⅱ組條件;,

21.外形尺寸: 340mm（長）×239mm（寬）×100mm（高）（10測點）

340mm（長）×311mm（寬）×100mm（高）（20,、10+1測點）;

22.儀器自重：10測點約40N,20測點約50N，10+1測點約45N,。

注:系統(tǒng)技術(shù)指標是按”中華人民共和國國家計量檢定規(guī)程”JJG623-2005”電阻應(yīng)變儀”設(shè)計編制

四,、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀工作原理

1 電阻應(yīng)變測量原理：

TST3822型靜態(tài)應(yīng)變測試分析系統(tǒng)的電阻應(yīng)變測量原理，是由粘貼在試件上的電阻應(yīng)變計作為電阻敏感器件,，當(dāng)被測試件在外力作用下產(chǎn)生電阻變化增量,，再利用通用的惠斯登電橋原理，經(jīng)過低漂移高增益差動放大器,，進行電壓放大來實現(xiàn)非電量的電阻變化增量轉(zhuǎn)換成電量轉(zhuǎn)換的特殊設(shè)計而成,。

2.為方便介紹起見，
用1/4電橋（公用補償應(yīng)變計）,、橋臂電阻 R=120Ω為例,，來對測量原理加以說明。電阻應(yīng)變測量原理,，如圖1所示,圖中:

Rg----工作電阻應(yīng)變計;

R —— 橋臂固定電阻;

K_F ——低漂移差動放大器增益;

    圖1電阻應(yīng)變測量原理圖

因為直流電橋的輸出電壓（Vi）為:     Vi=0.25EgKε;

      此時低漂移差動放大器的輸出電壓（Vo）為:     Vo=K_FVi=0.25K_FEgKε;

所以:                  ε=                          （1）

式中: Vi-----直流電橋的輸出電壓;

       Eg-----電橋供橋電壓（V）

       K —— 電阻應(yīng)變計靈敏度系數(shù);

      ε —— 輸入實際應(yīng)變量（με）;

      Vo —— 低漂移差動放大器的輸出電壓（μV）;

      K_F   —— 低漂移差動放大器的增益;

如當(dāng):   Eg=2.00V,   K=2.00時 , ε=Vo/K_F （με）;

同理: 對于半橋電路如（2） 式

ε=                           （2）   

對于全橋電路 如（ 3）式         

                             ε=                           （3）

這樣, 只要確定低漂移差動放大器的增益K_F,測試結(jié)果就可由系統(tǒng)軟件加以自動修正后,，即可準確測試出輸入實際應(yīng)變數(shù)值。

五．靜態(tài)電阻應(yīng)變儀使用方法

1）10,、20測點儀器面板功能圖（圖2）：

圖2

1：散熱風(fēng)扇

2：USB通訊接口,，與計算機USB接口相連。

3：電源指示燈

4：工作指示燈

5：RS-485擴展接口,，RS-485輸出接口接下一臺儀器的輸入接口,，形成級聯(lián)，一臺計算機zui多可控制六十四臺儀器,。

6：補償端子,，修改橋路和接公用補償片時用。

7：通道號顯示數(shù)碼管,。

8：應(yīng)變量指示燈

9：修正系數(shù)指示燈

10：手動采集鍵,，確認通道數(shù)和平衡通道后，采集信號用,。

11：接地端子,。

12：電源開光

13：220V交流電源接口

14：通道端子

15：應(yīng)變量及設(shè)備修正系數(shù)的顯示數(shù)碼管,。

16：小數(shù)點鍵，修改/查看修正系數(shù)時用,，查看修正系數(shù)時,，先設(shè)置通道數(shù)，按確認鍵,，再按小數(shù)點鍵就能看到所在通道的修正系數(shù),。數(shù)字鍵，按此鍵,，則顯示所按數(shù)值,，此鍵在修改通道號和修正系數(shù)時有效。

2）10+1測點儀器面板功能圖（圖3）：

圖3

1：單獨顯示應(yīng)力值的顯示數(shù)碼管

2：通道端子（單獨顯示）

3）接線方法：

圖4  1/4.半橋和全橋接線原理圖

1/4 橋（公用補償應(yīng)變計）接線（方式1）：參見圖5  

圖5 1/4 橋（公用補償應(yīng)變計）接線圖

    將工作端Vi+端子處的短接銅片推入,，補償端1/4橋處的短接銅片也推入,，半橋處銅片斷開，將工作應(yīng)變計的一端接到儀器工作端的“＋Eg”上,；另一端接到儀器工作端的“Vi＋”上,；補償端子Rd處接公共補償應(yīng)變計。

半橋（單個補償應(yīng)變計）接線（方式2）：參見圖6

圖6 （單個補償應(yīng)變計）半橋接線圖（方式2）

將補償端1/4橋處銅片斷開,，半橋處銅片推入,；通道端子“Vi+”處銅片推入，將工作片接到通道端子上的“＋Eg”“Vi+”端子上,補償應(yīng)變計Rd接到“Vi+”和“－Eg”端子上,。

半橋接線（方式3和方式4）：參見圖7

圖7 半橋接線圖

        應(yīng)變計接線方法：將工作端Vi+端子處的銅片斷開,；將補償端1/4處銅片斷開，半橋處短接銅片推入,；工作端+Eg和Vi+接工作應(yīng)變計Rg,，Vi+和-Eg接補償應(yīng)變計Rd。

傳感器接線方法：將工作端Vi+端子與下面一個端子的銅片斷開,；將補償端1/4處銅片斷開,，半橋處短接銅片推入；將半橋傳感器的“正電源輸入端”接到儀器的“＋Eg”上,；傳感器的“負電源輸入端”接到儀器的“－Eg”上,；傳感器的“正信號輸出端”接到儀器的“Vi＋”上。

全橋接線（方式5和方式6）：參見圖8

圖8 全橋接線圖

應(yīng)變計接線方法：將接線端子上的銅片全部斷開,，工作端+Eg和Vi+,，Vi+和-Eg，-Eg和Vi-,，+Eg和Vi-各接一個工作片,。

傳感器接線方法：將接線端子上的銅片全部斷開，將全橋傳感器的“正電源輸入端”接到儀器的“＋Eg”上；傳感器的“負電源輸入端”接到儀器的“－Eg”上,；傳感器的“正信號輸出端”接到儀器的“Vi＋”上,；傳感器的“負信號輸出端”接到儀器的“V-“上。

4）面板操作流程圖

（圖9）

圖9面板操作流程圖

5）軟件操作流程圖（圖10）

圖10

六．系統(tǒng)擴展框圖

                        n=1                  n=2                       n=64

                                                  ……

             USB口              RS485                   RS485

圖11系統(tǒng)擴展框圖

注:一臺計算機zui多擴展到六十四臺儀器

七．測試結(jié)果修正

測試結(jié)果大致有如下幾個常用的修正內(nèi)容:

1.長導(dǎo)線電阻（Rl）的修正

（1）將電阻應(yīng)變計接成1/4橋（公用補償應(yīng)變計）電路, 然后用二根長導(dǎo)線引至系統(tǒng)，可按（4）式計算,。

                 ε=[1+2（R_l/R）]ε_i                         （4）

式中： ε_i   —— 測量應(yīng)變量 ;        ε —— 實際應(yīng)變量;

R —— 電阻應(yīng)變計的阻值;    R_l —— 單根長導(dǎo)線的阻值,。

（2）將電阻應(yīng)變計接成半橋電路，然后用三根長導(dǎo)線引至系統(tǒng),，可按（5）計算,。

                       ε=[1+（R_l/R）]ε_i                                         （5）       

式中： ε_i —— 測量應(yīng)變量 ;       ε —— 實際應(yīng)變量 ;

       R —— 電阻應(yīng)變計的阻值 ;   R_l —— 單根長導(dǎo)線的阻值。

注:同上,，如用四根長導(dǎo)線直接引至系統(tǒng)電橋接線端處,，此時R1應(yīng)為二根長導(dǎo)線的阻值之和。

（3）將電阻應(yīng)變計接成全橋電路,，然后用四根長導(dǎo)線引至系統(tǒng),，可按（6）計箅。

                       ε=[1+2（R_l/R）]ε_i                                             （6）

式中： ε_i   —— 測量應(yīng)變量;         ε —— 實際應(yīng)變量;

R —— 電阻應(yīng)變計的阻值 ;   R_l —— 單根長導(dǎo)線的阻值,。

2．電阻應(yīng)變計靈敏度系數(shù)（K）的修正

電阻應(yīng)變計靈敏度系數(shù)（Ks）值,，一般由用戶選用某一應(yīng)變計生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品而已確定，但（k）值均不全相同,，在進行電阻應(yīng)變測試中應(yīng)加以修正,，一般

可由公式（7）加以修正

                          ε=-K/Kiεi                              （7）                                                                                                               式中：

ε_i  —— 測量應(yīng)變量 _;                              ε —— 實際應(yīng)變量;

 K i—— 電阻應(yīng)變計靈敏度系數(shù);        K—— 測試系統(tǒng)靈敏度系數(shù)。

5-5-3電阻應(yīng)變計電阻值（Rr）的修正

    （1）半橋和全橋接線狀態(tài),，因為電橋橋路為臥式電橋,，測試結(jié)果和等臂橋租同，因為低漂移差動放大器的輸入阻抗很大,，為此不必作應(yīng)變計電阻值的修正,。

    （2）1/4橋（公用補償應(yīng)變計）狀態(tài)，電橋橋路為立式電橋,。則可由（8）式修正:

ε=（R/120+120/R+2）/4                   （8）

 式中             

   εi   —— 測量應(yīng)變量 ; ε—— 實際應(yīng)變量;   R——電阻應(yīng)變計電阻值,。

注:從公式（8）可看出， 當(dāng)在測試時選用的電阻應(yīng)變計電阻值與R=120歐姆十分接近時其影響狠小,，如橋臂電阻阻值成倍增減敵話則必須考慮應(yīng)變計電阻阻值的修正,！

5-5-4綜合修正系數(shù)的修正

ε=Kεi

  式中：

εi   —— 測量應(yīng)變量;    ε —— 實際應(yīng)變量;      K —— 綜合修正系數(shù) ;

綜合修正系數(shù)K包含如下幾個內(nèi)容:

1, 不同線徑不同長度連接導(dǎo)線，電阻阻值的修正系數(shù)（Kl） ;

2, 不同電阻應(yīng)變計,，靈敏度系數(shù)（K）的修正系數(shù)（Ks）;

3, 不同電阻應(yīng)變計,，電阻阻值的修正系數(shù)（Kr）;

4, 不同接橋橋臂系數(shù)修正系數(shù)（Kn）,，修正系數(shù)（Kn）值，可從本說明書橋路接線方式表1中可以查到,。

用戶如采用綜合修正系數(shù)K的修正方法,，只要事先根據(jù)上述修正內(nèi)容計算出一個綜合修正系數(shù)K值，然后設(shè)置到測試系統(tǒng)中,，就會直接自動測試出實際應(yīng)變結(jié)果數(shù)值,，這樣設(shè)置方法顯得十分簡單方便。

用戶如采用傳感器設(shè)置方式接入系統(tǒng)時,，系統(tǒng)設(shè)置傳感器的輸出靈敏度（S）,，如為應(yīng)變計式位移傳感器，出廠輸出靈敏度S=1000με/mm時,，其測試結(jié)果就直接為被測試的位移量值（mm）,。

用戶如選用應(yīng)變計測試方式進行時，例如選用工具式應(yīng)變傳感器,，則此時所選用的傳感器不論是全橋還是半橋,，一律設(shè)置成為方式2，再把測試結(jié)果值,，除以傳感器靈敏度S（με/mm ）,和標距L（mm）,，即為被測實際應(yīng)變值。