b)動態電阻應變儀
YD-28A型動態電阻應變儀的工作原理框圖如圖3所示,電壓輸出端1與帶USB接口的數據采集儀的輸入端相聯。其主要功能就是對采集的信號進行放大、濾波 [3] 。
c)數據采集儀
北京波譜公司的 WS-USB采集儀是新型外置式A/D產品,它接于計算機的USB接口工作,由于計算機的USB接口能提供電源,所以該采集儀不再需要電源,這樣可提高采集儀的抗干擾性。
d)PC
PC具有 Windows95及以上版本 操作系統,安裝 北京波譜公司 數據采集儀的驅動程序以及 信號采集、處理和分析應用程序 Vib'SYS??梢岳迷撥浖M行時域繪圖顯示采集的時域信號,對 采集數據文件標定,把其電壓單位轉換為實際的工程單位,從而可對數據進行進一步的分析和處理,如 極大值、極小值以及均方根的計算。
2.2測試原理
電阻應變計由極細的金屬電阻絲燒成或用金屬箔片印刷而成,利用金屬材料的特性,把機械量轉換成電量的測量儀器。當測試件受到外力作用時,長度發生相對變化 △L/L,即ε,粘貼在試件上的電阻應變計也相應發生變化,同時其電阻值也發生相對變化△R/R。電阻值的變化△R/R用靈敏的電阻測量儀器電橋測出,經電阻應變儀放大濾波后輸出相應的電壓信號,并將電壓信號輸入信號采集儀進行A/D轉換,再經USB接口把數字信號輸入PC,由此就可以直觀地觀察應變ε的變化情況。再根據應力應變關系就可以計算得到試件張力的變化情況 [3] 。
用電阻應變計的“靈敏系數”來表征 K電阻應變計的“應變效應”,即機械量轉換成電量的關系:ε=( △L/L) = (△R/R)/ K
由于儀器設置的靈敏度系數 K= 2.00,所以當實際使用的電阻應變計的靈敏系數K c (K c =2.05)不等于2.00時,對測量值需要進行修正。εˊ=2.00×ε/K c
因為本實驗橋路中有 2片工作片,需要對測量值進行修正。ε″=εˊ/2
電橋供電電壓為 U(U=2V),電橋的輸出電壓為△U,采用半橋測量時電橋輸出電壓與橋壓及應變的關系:△U =Uε″/4
實測力與微應變之間的關系: F=4Ebh 2 ε/3l
E(E=1.08×10 5 MPa)為梁的彈性模量,F為作用于梁的載荷,b(b=30mm),h(h=0.7mm),l(l=41mm)分別為梁的寬度、厚度和長度,ε為梁的應變。另外再由放大增益2000×16,紗線和梁之間所呈角度,可以 對 采集數據文件標定,把其電壓單位轉換為實際的物理量單位。經計算標定系數為 2,單位為N,結果為20根紗線的張力,即 F≈2 △ U。
3. 實驗與結果
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