工程實(shí)驗(yàn)力學(xué)第3章-測量電路原理與設(shè)備課件

1、工程實(shí)驗(yàn)力學(xué)第3章測量電路原理與設(shè)備3.1測量電路原理3.2靜態(tài)電阻應(yīng)變儀3.3動態(tài)電阻應(yīng)變儀3.4常用記錄儀器3.5應(yīng)變數(shù)字采集技術(shù)3.1測量電路原理3.1.1測量電橋的輸出電壓3.1.2測量電橋的平衡3.1.3半橋測量與全橋測量3.1.1測量電橋的輸出電壓圖3-1應(yīng)變測試的惠斯登電橋3.1.1測量電橋的輸出電壓3.1.1測量電橋的輸出電壓在電阻應(yīng)變儀的設(shè)計(jì)中，應(yīng)變電橋有兩種方案：1)等臂電橋，即各橋臂初始阻值相等，R1=R2=R3=R4=R。2)半等臂電橋(臥式橋)，即初始阻值R1=R2=R和R3=R4=R，而RR。3.1.1測量電橋的輸出電壓3.1.1測量電橋的輸出電壓1)電橋的輸出電壓

2、Uo與橋臂電阻的變化率R/R(或應(yīng)變計(jì)感受的應(yīng)變)成線性關(guān)系(在一定的應(yīng)變范圍內(nèi))。2)各個(gè)橋臂電阻的變化率R/R(或應(yīng)變)對輸出電壓的影響是線性疊加的，相鄰橋臂符號相反，相對橋臂符號相同。3)利用式(3-6)線性關(guān)系確定被測應(yīng)變值，存在一定的誤差。3.1.1測量電橋的輸出電壓3.1.2測量電橋的平衡3.1.2測量電橋的平衡圖3-2測量電橋的平衡調(diào)整電路3.1.3半橋測量與全橋測量圖3-3半橋測量R為標(biāo)準(zhǔn)電阻3.1.3半橋測量與全橋測量圖3-4全橋測量全橋測量中、四個(gè)橋臂均為電阻應(yīng)變計(jì)3.2靜態(tài)電阻應(yīng)變儀3.2.1交流供橋、雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀3.2.2數(shù)字式電阻應(yīng)變儀原理3.2.3靜態(tài)多點(diǎn)

3、測量與應(yīng)變計(jì)公共補(bǔ)償技術(shù)3.2.4數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的重要電路3.2.1交流供橋、雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀圖3-5雙電橋線路原理圖3.2.1交流供橋、雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀3.2.1交流供橋、雙電橋零讀數(shù)靜態(tài)應(yīng)變儀3.2.2數(shù)字式電阻應(yīng)變儀原理圖3-6數(shù)字式電阻應(yīng)變儀電路功能框圖3.2.3靜態(tài)多點(diǎn)測量與應(yīng)變計(jì)公共補(bǔ)償技術(shù)圖3-7靜態(tài)應(yīng)變儀框圖3.2.4數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的重要電路圖3-8半橋時(shí)的通道切換3.2.4數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的重要電路圖3-9全橋時(shí)的通道切換3.2.4數(shù)字式靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的重要電路圖3-10數(shù)字式應(yīng)變儀使用D/A、A/D轉(zhuǎn)換器平衡調(diào)整3.3動態(tài)電阻應(yīng)變儀3.3.1交流

4、供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀3.3.2直流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀3.3.3直流供橋電路3.3.4直流放大電路3.3.5應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡電路3.3.6電阻應(yīng)變儀的校準(zhǔn)及靈敏系數(shù)補(bǔ)償3.3.1交流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀圖3-11交流放大動態(tài)應(yīng)變儀(一路)框圖3.3.2直流供橋動態(tài)電阻應(yīng)變儀圖3-12直流放大動態(tài)應(yīng)變儀(一路)3.3.3直流供橋電路圖3-13簡單的5V直流供橋電路3.3.3直流供橋電路圖3-14供橋電壓可調(diào)的直流供橋電路3.3.3直流供橋電路圖3-15精密對稱供橋電路3.3.4直流放大電路圖3-16簡單電橋放大電路3.3.4直流放大電路圖3-17三運(yùn)放簡易型儀用放大器3.3.5應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡電路圖3

5、-18使用AD624的典型放大電路3.3.5應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡電路圖3-19電流注入法平衡調(diào)整電路3.3.5應(yīng)變儀的預(yù)調(diào)平衡電路圖3-20用D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電流注入法平衡調(diào)整電壓3.3.6電阻應(yīng)變儀的校準(zhǔn)及靈敏系數(shù)補(bǔ)償3.4常用記錄儀器3.4.1示波器3.4.2X-Y筆式記錄儀3.4.3光線示波器3.4.4磁帶記錄儀3.4.1示波器圖3-21早期的雙蹤示波器3.4.1示波器圖3-22多蹤示波器3.4.2X-Y筆式記錄儀圖3-23連續(xù)走紙式X-Y記錄儀3.4.3光線示波器光線示波器是以前常用的波形記錄儀器。它采用照相原理記錄波形信號。由于采用了快速顯影技術(shù)，儀器使用起來還比較方便。由于振動子的慣性較機(jī)械式記錄儀器小，因此工作頻率相對較高，可記錄高達(dá)500Hz的信號。光線示波器的主要不足是它的使用成本相對較高，因此目前已極少使用。3.4.4磁帶記錄儀圖3-24磁帶記錄儀3.4.