基于虚拟仪器的应变测试系统.pdf

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1、2013年10月机床与液压0ct．20l3第41卷第20期MACHINETOOL&HYDRAULICSVol

2、41No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．20．043基于虚拟仪器的应变测试系统于丽萍(中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：介绍一种基于虚拟仪器思想设计的应变测试系统，着重讲解了系统的电压一应变转化模块，该系统具有界面友好、操作自如、集成化程度高、适用范围广等诸多优点。关键词：虚拟仪器；应变；测试系统中图分类号：TH823文献标识码：B文章编号：1001—3881(2013)20—13

3、1—3TheStrainMeasurementSystemBasedonVirtualInstrumentYULioing(DrillingTechnologyResearchInstitute，ShengliPetroleumAdministrativeBureau，DongyingShandong257017，China)Abstract：Asystemtomeasurethestrainbasedontheideaofvirtualinstrumentwasintroduced，andthevoltage—strainmoduleofthesystemwase

4、mphasized．Thecharacteristicsofthesystemarefriendlyinterface，operatedeasily，integratedhighly，appliedbroadly．Keywords：Virtualinstrument；Strain；Measurementsystem应变测试是研究构件应力状态的重要手段，通过既提高了效率，又改善了测量精度。应变测试可以了解构件的变形；应变测试的方法也可应变测试系统以推广到与应变有密切关系的其他机械量测试，例如测量构件的受力、材料的弹性模量等。通常使用应变采片来进行应变测试，应变片是贴在

5、受力物体上很薄的集参导体，它将被测对象的变形转化为电阻值的变化。用数应变片测量金属材料的应变时，它的电阻率一般只有设置茎1lll蓁lI囊II『l萎lIlJ薹IIII翼II蓁应用的目千分之一，电压往往是微伏级的，因此应变测试往往采用惠斯通电桥电路，并需通过调理电路提供激励电图1应变测试系统组成压、组桥及对信号进行滤波和放大。数据采集、显示模块。进行静态应变测量时，使1基于虚拟仪器的应变测试系统设计用了AISampleChannels函数，每次从各信道采集一1．1应变测试系统的组成及功能个数据，然后进行处理和分析；进行动态应变测量该虚拟应变测试系统采用计算机数据采集卡—

6、—时，使用了AIContinuousScan函数，在内存中开辟PC—DAQ体系结构，由电阻应变片传感器、信号调理一片缓存区，数据采集卡在后台不断采集数据写进缓电路、数据采集卡、个人计算机、系统软件等基本要存区，程序每次从缓存区读取一定量数据，实现数据素组成。的连续采集和实时显示。该应变测试系统采用电阻应变片来测量应变，可进行静态或动态应变测试，系统的基本组成如图1所示。采样前先进行采样参数设置和调理参数设置，然后调用校零模块进行软件自动校零。前面板设置“校零”旋钮就是为实现这一功能而设置的。当按下“校零”按钮，系统将对应变电桥的初始不平衡点进行信号采集，并将得到的各

7、通道的不平衡电压值存放起来，正式测量时，将各通道的测量值减去对应的不平衡电压值(这一过程由电压一应变转换VI来完成)，从而消除了初始电桥的不平衡所带来的误差，图2电压一应变转换VI框图程序收稿日期：2012—08—27作者简介：于丽萍(1977一)，女，学士，工程师，从事仪器仪表与检测技术方面的科研设计工作。E—mail：qiyulp@163．con。·132·机床与液压第4l卷电压一应变转换模块。这是该系统的核心模块。统中加入相应的分析模块。除此之外，系统的其他功该测试系统中实现电压一应变转换VI的框图程序如能还包括数据的存储、打印、网络传输、系统的使用图2所示，

8、它建立在表1所示电阻应变计算公式的基说明、选择菜单等。下面对电压一应变转化模块进行础上，作用就是将应变测量的桥压转化为应变值，它详细介绍。是该应变测试系统的核心。1．2电压一应变转化模块应用目的模块。用户根据不同的测量目的，调用该应变测试系统选用的桥路根据应变片的数量分该模块对构件进行力学分析。在采样前要先进行为半桥单臂、半桥双臂和全桥3种，如图3所示。“应用目的”的设置，可以根据自己的应用目的在系(a)半桥单臂测量电路(b)半桥双臂测量电路(c)全桥测量电路图3应变测量桥路全桥电路的4个电阻都是应变片本身；半桥双臂传统的处理做法是：假定应变量8<<1，这样就的