一,、超動態(tài)應變儀 動態(tài)電阻應變儀概述

SDY2107A型超動態(tài)應變儀是一種具有自動平衡功能的動態(tài)電阻應變儀,，主要用于實驗應力分析及動力強度研究中,，對結構及材料的任意變形進行動態(tài)應變測量。通道數量可以2,、4,、6 自由組合。體積小重量輕,，便于攜帶和搬運,。采用直流供橋，電橋采用六線制,，有長導線補償功能,。儀器頻帶寬、校準方便,，配接不同類型的應變片及應變式傳感器，可以實現應力,、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)應變儀 動態(tài)電阻應變儀特點：

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、采用撥盤開關校準,，準確方便,。

4、供橋電壓采用六線制,，自動修正長導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,。

7、器件集成度高,，性能穩(wěn)定可靠,。

三、超動態(tài)應變儀 動態(tài)電阻應變儀技術指標

1,、通道數：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、應變系數：K＝2.00,。技術咨詢：

5,、平衡范圍：使用電橋電阻的±3％（約±15000με ）

微調范圍：±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,、應變校準值：0，500,，1000,，2000，5000,，10000με,。

校準誤差：不大于校準值的±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)應變儀 動態(tài)電阻應變儀使用說明

1、            測試方框圖

SDY2107A型超動態(tài)應變儀可以配接各種類型的應變片及應變式傳感器,。 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，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,，進入工作狀態(tài)。

③各通道的電源開關為省電而設置,，把不使用的通道的電源開關置于“關”的位置,。

4、            操作說明

（1）電源部分

① 電源前面板設有3位半液晶顯示數字電壓表,，供儀器各通道調零指示和校準值指示之用,，電壓表的量程選擇開關，設有滿量程2V和20V兩檔,。平時應放在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,，于是數字亂跳，且無指示意義,，這時量程開關置“0”位,，即輸入接地，顯示為000,。

②輸出檢測設置在后面板上,，通過通道選擇開關與各通道輸出相連，當通道選擇開關選擇1—8各通道時,，輸出檢測即輸出相應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,，該通道進入工作狀態(tài),，綠色工作指示燈亮，將功能轉換開關置于“測量”位置,，增益開關放在欲選擇的檔位,，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,，電橋已被平衡,，等預熱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電橋“平衡微調”電位器,，使零點值zui小，這時放大器達到了理想的平衡狀態(tài),。

   電橋“平衡微調”電位器在使用過程中,，有可能調到兩邊極點還未平衡，這時應回調一段（零點會增大）,，再重新按動“自動平衡”按鈕,，用小螺絲刀微調電橋“平衡微調”電位器，使放大器達到理想的平衡狀態(tài),。

② 增益選擇

放大通道的增益設置30,、50、100,、300、500,、1000六檔,。為使測量更準確，預測被測輸出電壓值或應變量是必要的,。每個通道放大器放大倍數zui大為1000倍,，若橋壓為2V，單只應變片產生1με    時,，輸出1mV峰值電壓,，100με   輸出0.1V峰值電壓，用戶可以根據預計的應變產生值來選擇增益開關位置,。增益開關置“300”時,，增益為300倍，“100”時為100倍,，依此類推,。橋壓增加,，相當于系統(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)實際增益變?yōu)?50倍,。

③ 校準值給定

       “校準”開關相當于在每個通道內設置了一個簡易標準應變模擬儀,，用以方便的校準出被測信號應變值大小。例如：校準置＋1000με    時,，輸出1.000V,，置“測量”檔儀器輸出信號峰值也為1.000V（用記錄設備或峰值表測出），則說明測量信號的應變值為＋1000με    ,。

為使校準更準確,，校準前先將校準開關置“0”位，校準調零后再置不同的應變值進行正負校準,。

        校準通常在測量開始前進行,，校準值應放置到預期的應變值附近，儀器給出正?；蜇撔?，都應使系統(tǒng)連結起來進行一段記錄，儀器允許在連續(xù)測量過程中“隨時校準”,，不會造成被測量信號與校準信號的疊加,，這對于長時間被測應變片或傳感器總處于負荷情況下校準尤為方便。

        校準完成后功能選擇開關放在“測量”位置,，進行正常信號測量,，測量過程中各旋鈕位置不應再變動。

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,，應將濾波器開關置于高于被測信號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

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

       提高橋壓增大儀器靈敏度，為小信號測量提供方便,。

圖4 橋盒結構及引線說明

④輸入信號負端,； ①供橋電壓負端；

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是橋盒內部的120Ω標準電阻,。

⑥ 橋路的連接

 橋盒是應變測量元件與應變儀連接的橋梁,， 熟悉橋盒的結構及連接方法是十分必要的。圖4示出了橋盒引線結構,，圖中R1,，R2，R3是放在橋盒內的120Ω溫度系數好的精密模壓電阻,，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的應變片,，才能保證電橋平衡,。在實際測量時，應變片的連線,，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,，橋盒與應變片之間用屏蔽線。遇到干擾嚴重,，譬如集流環(huán)轉接時,，橋路干擾可能很大，可采用圖5中三線式接法予以降低,。

在測量點遠離儀器條件下,，為了保證校準值的準確度，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,，兩端配接相應的七芯轉接插頭,，即1～1，2～2…..6～6,，第7～7腳接屏蔽線,，多余芯線可剪去。

⑦應變片靈敏度系數的修正

儀器設計使用的應變片靈敏度系數K=2.00,，若使用的靈敏度系數為Kp的應變片,，實際的應變值為：

    式中：εp 為實際的應變值

                   εc 為測得的應變值

                    Kp 電阻應變片的靈敏度系數

⑧儀器各通道設有過荷指示，當信號峰值大于5V時,，紅色過荷指示燈閃亮,，說明信號已經過荷，應適當降低增益,，保證儀器在信號不過荷的情況下工作

⑨預熱

儀器在接通電源后即進入工作狀態(tài),，為了保證穩(wěn)定運行及測試的準確性，儀器應預熱10 – 15分鐘,，對于小信號或長時間測量,，則需要預熱30 – 60分鐘。預熱完畢,，即可進行測量,。

五、注意事項

1,、    用戶在使用本儀器之前,，請仔細閱讀使用說明書，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行。

4,、    不允許在有強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,、    測量時的溫度補償應變片要貼在測量片相同的材料上,，且測量片與補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、    盡量縮短應變片與橋盒之間的測試連線,，使用同軸電纜做測量導線時,，屏蔽層不能做為一條測量導線，而只能做屏蔽保護連到橋盒的接地端,，對金屬試件,，要與應變儀橋盒地線端連接良好以減小工頻干擾。

      測量導線應遠離干擾源,，如變壓器,，電機，大型用電設備及動力線等,。測量導線在連接時要盡可能采用對稱結構安裝,，這樣既有利于電橋平衡，又有利于抗干擾,，尤其是在長導線測量時更為必要．

9,、    在實際測量中，為了提高被測信號的精度,，同時實現溫度補償,，常將應變片組合使用，這時測量值要進行修正,，注意應變式傳感器不用修正,。

（1） Al和Dl兩只應變片用于應變測量如圖6，測量結果要被2除,即：

（2）四只應變片同時用做測量片,，如圖7測量結果除以4,，即

六、故障及解決方案

1,、    噪聲干擾,，應考慮以下情況：

感應干擾：在應變儀附近有大的漏磁設備（如大型電機、變壓器,、磁飽和穩(wěn)壓器等）,，感應噪聲可能引入測量電路中，可采用下列方法：將應變儀及橋路連接線遠離上述設備,；被測物完好接地并將應變儀連到相同的地上,。

          電位干擾：當被測物存在DC或AC電位時，會出現電位干擾,，這種情況下應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變儀連好而實現。

          當然,，感應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,、    零點不能平衡

主要表現是電源通道上公用表頭有指示,，過荷燈總亮。問題可能是出現在輸入插頭到傳感器（應變片）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，請與生產廠家,。

3,、    零點漂移大

在零點平衡后，無應變信號而零漂大時,，檢查傳感器和連接線是否絕緣電阻下降,，傳感器溫度補償較差或橋盒內的固定電阻變質等原因。有條件時換一個好的傳感器或橋盒試一試,，結果零點仍然大,，問題可能出在儀器本身，請與生產廠家,。

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,、    產品說明書一份。