动态应变仪的工作原理和性能优势

SDY2101型动态应变仪是一种具有自动平衡功能的动态电阻应变仪，主要用于实验应力分析及动力强度研究中，对结构及材料的任意变形进行动态应变测量。通道数量可以2、4、6、8自由组合。体积小、重量轻，便于携带和搬运。采用直流供桥，电桥采用六线制，有长导线补偿功能。仪器频带宽、校准方便，配接不同类型的应变片及应变式传感器，可以实现应力、拉压力、速度、加速度、位移、扭矩等多种物理量的测量。 
SDY2101型动态应变仪具有如下特点：
1、 多通道组合，可以2、2、6、8通道组合，体积小。
2、 采用直流供桥，电桥采用六线制，有长导线补偿功能。
3、 频带宽、校准方便。
4、 由于器件集成度高，因此电路结构简化，性能稳定可靠。
5、 具有桥压短路保护功能。
一、 使用说明
1、 测试方框图
SDY-2101 动态应变放大器可以配接各种类型的应变片及应变式传感器。其典型测试方框图如图1所示：
应变片
应变花
数据采集器及计算机

动态应变仪



应变式加速度计、压力、拉力、扭矩传感器

                             
图1
2、 面板说明
     
3、 操作前准备
① 仪器通电之前，先将桥盒接成全桥，把桥盒的航空插头插入通道的航空插座内，旋紧。
   注意：若选择直流供电时（通常仪器没有直流供电），交流供电开关必须置于“关”的位置。若选择交流供电时，直流供电必须置于“关”的位置。 
② 使用220V 50Hz市电供电，电源线一端插入仪器电源插座，另一端接入市电，然后将电源后面板的电源开关置“开”，电源即接通。这时再将要使用的通道电源开关置于“开”，随即该通道的前面板的工作指示灯亮，进入工作状态。
③ 使用直流12V供电时，将直流电源线有插头的一端插入电源后面板直流12V插座，旋紧。另一端的“+”线接蓄电池的正极，“-”线接负极。直流电源开关置“开”，电源即接通。这时再将要使用的通道电源开关置于“开”，随即该通道的前面板的工作指示灯亮，进入工作状态。直流12V供电需合同注明。
④ 各通道的电源开关为省电而设置，在直流供电时更为重要。把不使用的通道的电源置于“关”的位置，再把桥盒的输入插头拔掉，这样该通道的±12V电源和桥压都被关掉了。
图4
4、 操作说明
（1）电源部分
① 电源前面板设有3½位液晶显示数字面板表，供仪器各通道调零指示和校准值指示之用，下设二开关，左边为通道选择开关，可选择测量1—10个通道中任一通道的零点或校准应变值。右边是面板表的量程选择开关，设有满量程2V和20V两档。平时应放在20V档为好，在小于2V的小信号精确测量时才使用2V档，面板表是直流电压表，在动态测试中也会采集到忽大忽小的交流信号，于是仪表显示的数字乱跳，并无指示意义，这时量程开关置“0”位，即输入接地，显示为000。
② 输出检测设置在后面板上，通过通道选择开关与各通道输出相连，当通道选择开关选择1—10各通道时，输出检测即输出相应1—10通道的输出信号值，这样巡检时省去改换输出线的麻烦。
（2）放大通道部分
① 电桥平衡
各通道通电前已接入组成全桥的桥盒，开启后面板上电源开关，该通道进入工作状态，绿色指示灯亮，将功能转换开关置于“测量”位置，增益开关放在欲选择的档位，比如“1”，按动“自动”电桥平衡按钮，这时“20V”档面板表上变成只有几十毫伏零点，电桥已被平衡，等预热15分钟后，再按动“自动”电桥平衡按钮，可多按几次，取最小的，面板表放在2V档，然后调整“电桥平衡微调” 电位器，使零点值最小，这时放大器达到了理想的平衡状态。
    “电桥平衡微调”电位器在使用过程中，有可能调到两边极点还未平衡，这时应该回调一段(零点会增大)，再重新按动自动平衡，调整“电桥平衡微调” 电位器，使放大器达到理想的平衡状态。
② 增益选择
        放大通道的增益开关设置0，1/20，l/10，1/5，1/2，1六档，增益微调(微调用小镙丝刀来调节)可使被测信号有一个合适的输出幅度，使测量更准确。为此，预测被测输出电压值或应变量是必要的。每个通道放大器放大倍数约3000倍，若桥压为2V，单只应变片产生1με    时，输出约3mV峰值电压，100με  产生约0.3V峰值电压，用户可以根据预计的应变产生值来选择增益开关位置。增益开关为“1”时，增益约为3000倍，“1/2”时增益约为1500倍，依此类推。顺时针调节“增益微调”电位器，增益变大，逆时针调节增益减小，最小增益约为最大增益的“1/2.5”倍。桥压增加，相当于系统增益加大，即若桥压为2V时，对被测信号增益3000倍，则桥压为4V时，系统实际增益变为6000倍。请参照表1，选择各增益和桥压档位以及可测应变范围。
表1
 
增益开
关位置 增益
微调 测量应变范围（με  ）    
桥压2V 桥压4V 桥压8V    
1 最大 3-650 2-325 2-162    
最小 7-1600 4-800 4-400    
1/2 最大 5-1300 3-650 3-325    
最小 13-3250 7-1620 7-810    
1/5 最大 13-3250 7-1620 7-810    
最小 33-8100 17-4050 17-2025    
1/10 最大 25-6500 13-3250 13-1625    
最小 65-16200 33-8100 33-4050    
1/20 最大 50-13000 25-6500 25-3250    
最小 130-32500 65-16250 65-8125  

在连续信号测量时，还可以通过观察过荷灯来适当调