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1、实验二静态应变测量一、实验目的1．通过实验掌握静态应变测量方法2．熟悉静态应变仪的使用方法3．学会静态应变测量数据处理方法二、实验仪器1．TS3861型静态应变仪静态应变仪2．等强度梁3．加载杆4．砝码三、TS3861型静态应变仪静态应变仪简介1．特点TS3861型静态应变仪是一种装有微处理芯片的数字式应变仪，通过RS232串口与计算机通讯，在Win95/98/xp操作系统平台上运行。一台计算机可控制多台应变仪,实现自动监测，图表显示，计算绘图，文件处理等多项功能。亦可脱机操作,单台使用。该仪器可广泛应用于机械、土建、车辆、船舶、铁路、
2、桥梁、港口、堤坝等工程领域对结构应力的测量分析。其外形见下图本机具有如下特点：硬件部分·恒流激励，无非线性误差。·电子开关切换，体积小，重量轻，可靠性高。·数字显示通道号，初始值，应变值。·自动平衡。·高阶低通滤波器抗干扰能力强。·采用金属接线柱接线，性能可靠，使用方便。11软件部分·中文Win95/98/2k/XP菜单操作系统·12点棒图，数字监视图，X-Y监视图，T-Y监视图·定时测量，数字比较器测量·数据打印，应变花计算2技术指标1）测点数：每台12点，RS232串口级联可扩展至240点2）桥路形式：半桥（公共补偿片），半桥，全桥
3、3）桥路激励：恒流源1～8mA4）桥路电阻：120Ω，350Ω，500Ω，1000Ω5）测量范围：±19999με6）误差：±0.3%±2字7）平衡方式平衡范围：±19999με平衡模式：初始值记忆，自动扣除9）灵敏系数：1.00～9.9910）采样速率:2点/秒11）稳定度:±3με/2h.1με/℃12）接口:RS232串行接口13）工作环境:0～40℃；20～85%RH14）尺寸:264(宽),63(高),220(深)mm(不含突出部分)15）质量:约3kg3工作原理本仪器由精密恒流源,多路切换开关,前置放大器,低通滤波器,A/D
4、转换器,单片机,显示电路,电源等部分组成见方框图。本机桥路激励采用恒流源模式,电子开关切换测点,电路新颖,工作合理。图2为单片工作简图，图3为其中一路的等效电路11图中Rk——切换开关等效电阻RL——应变片引线电阻Rg——应变片电阻IB——恒定电流源在图3回路中,电流恒定不变,信号从C点输出。开关等效电阻Rk的影响被排除,引线电阻RL固定不变,对输出无影响,也无需长导线修正。只要测出ΔRg即等效了应变的测量。根据应变片原理由于采用恒流激励则由上式可见U和K为常数。只要测出ΔU就可换算成相应的应变值,这里不存在非线性误差。本仪器桥路平衡采
5、用初值扣除的方法,测量前将每个测点桥路不平衡值即初始值显示存贮,在随后测量中将该点初值扣除,实现了自动平衡的功能。为简化操作，本机仅用5只按钮实现通道选择，数据发送,初值显示,测量值显示等基本功能,具有简单易学，使用方便。对于桥路形式,应变片阻值及灵敏系数等使用频度较低的功能采用硬件方式,具有一目了然,不易出错的特点,更适合教学实验使用。当使用计算机控制时,一切功能均由鼠标控制,具备虚拟仪器的特点。4面板功能111）测点显示器,显示当前测量通道1～12CH。2）应变值显示器,显示各桥路初始值及被扣除后的实际应变值3）通道选择按钮。4）“
6、自动”按钮，操作该键相应指示灯亮，请求向计算机发送数据，数据被接收后该灯熄灭。5）“初值”按钮，操作该键相应指示灯亮，显示该测点的初始值。6）“测量”按钮，操作该键相应指示灯亮，显示该测点的实际应变值。7）桥路电阻选择开关，用于选择与应变片相对应的电阻值，分四种120，350，500，1000Ω。8）灵敏系数开关，用于设置应变片的灵敏系数。9）桥路形式开关，用于选择半桥(公共补尝片)，半桥，全桥。一旦选定所有测点均为同一模式。10）地址选择开关,当多台仪器串联使用时，设定该仪器的地址号。11）RS232接口用于和计算机通讯及另一台仪器的
7、级联。12）保险丝座。13）接地开关。14）电源开关。15）电源插座。6维护1)仪器使用后应罩上盖板,以防灰尘。2)仪器在移动时,注意做到小心轻放。3)仪器停用时应贮放在温度为20±10℃温度80%以下,不含腐蚀性气体的室内。4)仪器长期不用应每季通电一次,并检查仪器工作是否正常,通电时历时一小时。11一、试验步骤1．全桥测量方式组桥及连线等强度梁上已贴好4片应变片（R1、R2、R3、R4），已密封，按全桥方式组桥并连接在TS3861型静态应变仪静态应变仪的第1通道接线端子上2．TS3861型静态应变仪设置1)确定桥路电阻根据应变片的阻
8、值拨入相应的代码,“1”表示120Ω,“1”表示350Ω,“3”表示500Ω,“4”表示1000Ω。2)设置灵敏度系数K对照应变片灵敏系数(由应变片生产厂提供)拨入相应的数值。例如:应变片灵敏系数K=2.1
