该套实验设备的数据采集与分析主要由采集分析系统、力传感器、位移传感器、应变片以及一些固定装置组成,接下来依次进行介绍。
1)静态数据采集分析系统(图1-12)
图1-12 静态数据采集分析系统
(1)实验功能:用于实验过程中拉压力、位移、静态应变、支座反力等的测量。
(2)结构形式:电源箱、采集箱一体式。
(3)技术参数:20CH。
(4)技术特点:手动测量时,大面积LED数码管显示通道号和应变值。
(5)连接测试线路、设置测试参数及测试窗口:所使用的3815N静态采集设备,停止采样后重新采样时,并不覆盖原来的数据,而是连接在原来数据的后面,这样就为一个实验多次釆集数据提供了方便。由于结构力学实验测试点较多,读数时往往釆用历史曲线与数据表格联合读数的方式,在历史曲线中单击右键,选择“显示拆分”“数据同步”“单光标”,此时移动历史曲线中的光标,实时曲线及数据表格中的数据就会与历史曲线的光标数据同步。读数时,可以通过历史曲线左侧的读数窗口、表格数据、实时曲线的光标数据中的任一方式读取实验数据。
2)拉压力传感器(图1-13)
(1)实验功能:结构试验中测量试验荷载。
(2)结构形式:轮辐式。
(3)技术参数:量程200/300/500kN,线性度0.05%。
(4)技术特点:精度高,线性度好。
图1-13 拉压力传感器(BK-4-200/300/500kN)
3)位移传感器(图1-14)
(1)实验功能:结构试验中测量挠度、位移。
(2)结构形式:应变式。(www.xing528.com)
(3)技术参数:量程±25/50/100mm,精度等级0.1级。
图1-14 位移传感器(YHD-50/YHD-100/YHD-200)
4)应变片
(1)应变片构造:应变片有很多种类,常用的应变片是在称为基底的塑料薄膜(15~16μm)上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅(3~6μm),然后再覆盖上一层薄膜做成叠层构造,如图1-15所示。
图1-15 应变片构造示意图
(2)应变片原理:将应变片贴在被测定物上,使它随着被测定物的变形一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化,应变片就是利用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。即
式中,R——应变片原电阻值,Ω;
ΔR——伸长或压缩所引起的电阻变化,Ω;
k——比例常数(应变片常数);
ε——应变。
不同的金属材料有不同的比例常数k,例如铜铬合金的k值约为2。这样,应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。
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