SDY2105动态应变仪_使用说明书.doc

1、SDY2105 型超动态应变仪目录一、 概述二、 使用说明三、 技术指标四、 注意事项五、 故障及解决方案六、 仪器附件2一、 概述SDY2105型 超 动 态 应 变 仪 是 一 种 具 有 自 动 平 衡 功 能 的 动 态 电 阻应 变 仪 ， 主 要 用 于 实 验 应 力 分 析 及 动 力 强 度 研 究 中 ， 对 结 构 及 材 料的 任 意 变 形 进 行 动 态 应 变 测 量 。 通 道 数 量 可 以 2、 4、 6、 8自 由 组 合 。体 积 小 重 量 轻 ， 便 于 携 带 和 搬 运 。 采 用 直 流 供 桥 ， 电 桥 采 用 六 线 制 ，有 长 导 线

2、 补 偿 功 能 。 仪 器 频 带 宽 、 校 准 方 便 ， 配 接 不 同 类 型 的 应 变片 及 应 变 式 传 感 器 ， 可 以 实 现 应 力 、 拉 压 力 、 速 度 、 加 速 度 、 位 移 、扭 矩 等 多 种 物 理 量 的 测 量 。 SDY2105 型 动 态 应 变 仪 具有如下特点：1、可以 2、4、6、8 通道组合，体积小。2、 桥 路 自 动 平 衡 ， 平 衡 时 间 约 2 秒 ， 平 衡 范 围 大 于 5000 3、 采 用 拨 盘 开 关 校 准 ， 准 确 方 便 。4、 供 桥 电 压 采 用 六 线 制 ， 自 动 修 正 长 导 线 测

3、 量 时 引 入 的 误 差 。5、 频 带 宽 ： 频 响 范 围 DC-300kHz（ +0.5dB， 3dB） 。6、 测 量 精 度 高 ， 噪 声 低 ， 稳 定 性 好 ， 抗 干 扰 能 力 强 。7、器件集成度高，性能稳定可靠。二、 使用说明1、 测 试 方 框 图SDY2105型 超 动 态 应 变 放 大 器 可 以 配 接 各 种 类 型 的 应 变 片 及 应变 式 传 感 器 。 其 典 型 测 试 方 框 图 如 图 1所 示 ：图1应变片应变花应变式加速度计、压力、拉力、扭矩传感器数据采集器及计算机动态应变仪32、 面板说明通道前面板 通道后面板3、 操作前准备

4、仪 器 通 电 之 前 ， 先 将 桥 盒 接 成 全 桥 ， 把 桥 盒 的 航 空 插 头插 入 通 道 的 航 空 插 座 内 ， 旋 紧 。 使 用 220V 50Hz市 电 供 电 ， 电 源 线 一 端 插 入 仪 器 电 源 插座 ， 另 一 端 接 入 市 电 ， 然 后 将 电 源 后 面 板 的 电 源 开 关 置 “开 ”位kHz）（124357 6 4 反 馈 +2 激 励 -3 信 号 +5 反 馈 -6 信 号 -7 屏 蔽 线1 激 励 +4置 ， 电 源 即 接 通 。 这 时 将 要 使 用 的 通 道 电 源 置 于 “开 ”（ 向 上 扳 ），随 即 该

5、通 道 的 前 面 板 的 工 作 指 示 灯 亮 了 ， 进 入 工 作 状 态 。 各 通 道 的 电 源 开 关 为 省 电 而 设 置 ， 把 不 使 用 的 通 道 的 电源 开 关 置 于 “关 ”的 位 置 ， 再 把 桥 盒 的 输 入 插 头 拔 掉 ， 这 样 该通 道 的 12V电 源 和 桥 压 都 被 关 掉 了 。4、 操作说明（ 1） 电 源 部 分 电 源 前 面 板 设 有 3位 液 晶 显 示 数 字 面 板 表 ， 供 仪 器 各通 道 调 零 指 示 和 校 准 值 指 示 之 用 ， 下 设 两 个 开 关 ， 左 边 为 通 道选 择 开 关 ， 可

6、 选 择 测 量 110个 通 道 中 任 一 通 道 的 零 点 或 校 准应 变 值 。 右 边 是 面 板 表 的 量 程 选 择 开 关 ， 设 有 满 量 程 2V和20V两 档 。 平 时 应 放 在 20V档 为 好 ， 在 小 于 2V的 小 信 号 精 确 测量 时 才 使 用 2V档 ， 面 板 表 是 直 流 电 压 表 ， 在 动 态 测 试 中 也 采集 到 忽 大 忽 小 的 交 流 信 号 ， 于 是 数 字 乱 跳 ， 且 无 指 示 意 义 ， 这时 量 程 开 关 置 “0”位 ， 即 输 入 接 地 ， 显 示 为 000。 输 出 检 测 设 置 在 仪

7、 器 电 源 的 后 面 板 上 ， 通 过 “通 道 选择 ”开 关 与 各 通 道 输 出 相 连 ， 当 “通 道 选 择 ”开 关 选 择 18个 通 道 时 ， 输 出 检 测 即 输 出 相 应 18个 通 道 的 输 出 信 号 值 ，这 样 巡 检 时 省 去 改 换 输 出 线 的 麻 烦 。（ 2） 放 大 通 道 部 分 电 桥 平 衡各 通 道 通 电 前 已 接 入 组 成 全 桥 的 桥 盒 ， 开 启 后 面 板 上 电 源开 关 ， 该 通 道 进 入 工 作 状 态 ， 绿 色 工 作 指 示 灯 亮 ， 将 功 能 转 换开 关 置 于 “测 量 ”位 置

8、， 增 益 开 关 放 在 欲 选 择 的 档 位 ， 按 动图 45“自 动 平 衡 ”电 桥 平 衡 按 钮 ， 这 时 20V档 面 板 表 上 变 成 只 有几 十 毫 伏 零 点 ， 电 桥 已 被 平 衡 ， 等 预 热 15分 钟 后 ， 再 按 动“自 动 平 衡 ”电 桥 平 衡 按 钮 ， 可 多 按 几 次 ， 取 最 小 的 ， 面 板表 放 在 2V档 ， 然 后 用 小 螺 丝 刀 微 调 电 桥 “平 衡 微 调 ”电 位 器 ，使 零 点 值 最 小 ， 这 时 放 大 器 达 到 了 理 想 的 平 衡 状 态 。电 桥 “平 衡 微 调 ”电 位 器 在 使

9、 用 过 程 中 ， 有 可 能 调 到 两 边极 点 还 未 平 衡 ， 这 时 应 回 调 一 段 (零 点 会 增 大 )， 再 重 新 按 动“自 动 平 衡 ”按 钮 ， 用 小 螺 丝 刀 微 调 电 桥 “平 衡 微 调 ”电 位器 ， 使 放 大 器 达 到 理 想 的 平 衡 状 态 。 增 益 选 择放 大 通 道 的 增 益 设 置 10、 30、 100、 300、 500、 1000六档 。 为 使 测 量 更 准 确 ， 预 测 被 测 输 出 电 压 值 或 应 变 量 是 必 要的 。 每 个 通 道 放 大 器 放 大 倍 数 最 大 为 1000倍 ， 若

10、桥 压 为2V， 单 只 应 变 片 产 生 1 时 ， 输 出 1mV峰 值 电 压 ， 100 输 出 0.1V峰 值 电 压 ， 用 户 可 以 根 据 预 计 的 应 变 产 生 值 来 选 择增 益 开 关 位 置 。 增 益 开 关 置 “1000”时 ， 增 益 为 1000倍 ，“500”时 为 500倍 ， 依 此 类 推 。 桥 压 增 加 ， 相 当 于 系 统 增 益加 大 ， 即 若 桥 压 为 2V时 ， 对 被 测 信 号 增 益 为 1000倍 ， 则 桥 压为 5V时 ， 系 统 实 际 增 益 变 为 2500倍 。 校 准 值 给 定“校 准 ”开 关 相

11、 当 于 在 每 个 通 道 内 设 置 了 一 个 简 易 标 准应 变 模 拟 仪 ， 用 以 方 便 的 校 准 出 被 测 信 号 应 变 值 大 小 。 例 如 ：校 准 置 2000 时 ， 输 出 2.000V， 置 “测 量 ”档 仪 器 输 出信 号 峰 值 也 为 2.000V(用 记 录 设 备 或 峰 值 表 测 出 )， 则 说 明 测量 信 号 的 应 变 值 为 2000 。6为 使 校 准 更 准 确 ， 校 准 前 先 将 校 准 开 关 置 “0”位 ， 校准 调 零 后 再 置 不 同 的 应 变 值 进 行 正 负 校 准 。校 准 通 常 在 测 量

12、开 始 前 进 行 ， 校 准 值 应 放 置 到 预 期 的 应变 值 附 近 ， 仪 器 给 出 正 校 或 负 校 ， 都 应 使 系 统 连 结 起 来 进 行一 段 记 录 ， 仪 器 允 许 在 连 续 测 量 过 程 中 “随 时 校 准 ”， 不 会造 成 被 测 量 信 号 与 校 准 信 号 的 叠 加 ， 这 对 于 长 时 间 被 测 应 变片 或 传 感 器 总 处 于 负 荷 情 况 下 校 准 尤 为 方 便 。校 准 完 成 后 功 能 选 择 开 关 放 在 “测 量 ”位 置 ， 进 行 正 常 信号 测 量 ， 测 量 过 程 中 各 旋 钮 位 置 不

13、应 再 变 动 。 低 通 滤 波 器 档 位 的 选 择仪 器 带 有 二 阶 Butterworth型 有 源 低 通 滤 波 器 ， 截 止 频 率(k Hz)分 别 为 3、 10、 50、 100、 200、 F（ 300k） 。为 了 滤 除 测 量 信 号 中 不 必 要 的 频 率 分 量 ， 应 将 滤 波 器 开 关置 于 高 于 被 测 信 号 510倍 的 截 止 频 率 处 ， 这 样 既 滤 除 不 必 要的 频 率 分 量 又 保 证 信 号 无 衰 减 。 桥 压 选 择通 道 后 面 板 设 置 了 桥 压 选 择 2V、 4V、 8V， 通 常 出 厂 时桥

14、 压 置 于 “2V”档 ， 建 议 根 据 桥 路 电 阻 值 大 小 ， 按 下 表 选 择相 应 桥 压 。桥 路 电 阻 （ ）桥 压（ V） 60 120 350 10002 4 78 提 高 桥 压 增 大 仪 器 灵 敏 度 ， 为 小 信 号 测 量 提 供 方 便 。图 4 桥 盒 结 构 及 引 线 说 明 输 入 信 号 负 端 ； 供 桥 电 压 负 端 ； 输 入 信 号 正 端 ； 供 桥 电 压 正 端 ； 屏 蔽 线 连 接 端A1、 A2是 测 量 电 桥 相 对 的 两 个 臂D1、 D2是 测 量 电 桥 相 对 的 两 个 臂R1、 R2、 R3是 桥

15、盒 内 部 的 120 标 准 电 阻 。 桥 路 的 连 接桥 盒 是 应 变 测 量 元 件 与 应 变 仪 连 接 的 桥 梁 ， 熟 悉 桥 盒的 结 构 及 连 接 方 法 是 十 分 必 要 的 。 图 4示 出 了 桥 盒 引 线 结 构 ，图 中 R1， R2， R3是 放 在 桥 盒 内 的 120 精 密 电 阻 ， 作 为 辅 助桥 用 ， 图 5给 出 了 1/4桥 到 全 桥 的 连 接 方 法 ， 在 (a)、 (b)、 (d)的连 接 方 式 中 ， 必 须 使 用 120 的 应 变 片 ， 才 能 保 证 电 桥 平 衡 。在 实 际 测 量 时 ， 应 变

16、片 的 连 线 ， 桥 盒 接 线 柱 之 间 的 短 路 线 都要 尽 可 能 用 烙 铁 焊 接 。 为 防 止 外 部 电 磁 干 扰 ， 特 别 是 50Hz的干 扰 ， 桥 盒 与 应 变 片 之 间 用 屏 蔽 线 。 遇 到 干 扰 严 重 ， 譬 如 集7568流 环 转 接 时 ， 桥 路 干 扰 可 能 很 大 ， 可 采 用 图 5中 三 线 式 接 法予 以 降 低 。在 测 量 点 远 离 仪 器 条 件 下 ， 为 了 保 证 校 准 值 的 准 确 度 ，可 采 用 六 线 制 接 法 ， 即 在 桥 盒 插 头 和 仪 器 桥 路 输 入 插 座 之 间 引入

17、需 要 长 度 的 七 芯 (或 六 芯 )电 缆 ， 两 端 配 接 相 应 的 七 芯 转 接插 头 ， 即 1 1， 2 26 6， 第 7 7 脚 接 屏 蔽 线 ， 多 余 芯 线可 剪 去 。 图 5(a) 一 只 应 变 片 的 连 接 方 法A13U桥74o1275A1图 (b)一 只 应 变 片 的 连 接 方 法Uo桥31246967A1图 5(c) 二 只 应 变 片 的 连 接 方 法1DUo桥324DA1图 5(e)四 只 应 变 片 的 连 接 方 法A122DDUo桥3447A1图 5(d) 二 只 应 变 片 的 连 接 方 法A122Uo桥310应变片灵敏度系

18、数的修正仪器设计使用的应变片灵敏度系数 K=2.00，若使用的灵敏度系数为 Kp 的应变片，实际的应变值为：式 中 ： p 为 实 际 的 应 变 值 c 为 测 得 的 应 变 值Kp 电 阻 应 变 片 的 灵 敏 度系 数仪器各通道设有过荷指示，当信号峰值大于 5V 时，红色过荷指示灯闪亮，说明信号已经过荷，应适当降低增益，保证仪器在信号不过荷的情况下工作预热：仪器在接通电源后即进入工作状态，为了保证稳定运行及测试的准确性，仪器应预热 10 15 分钟，对于小信号或长时间测量，则需要预热 30 60 分钟。预热完毕，即可进行测量。三 、 技 术 指 标1、 通 道 数 ： 2、 4、 6

19、、 8等 多 通 道 组 合 。2、 适 用 电 桥 电 阻 ： 60 5k 。3、 供 桥 电 压 ： 2V、 4V、 8V（ 电 流 不 小 于 33mA） 。4、 应 变 系 数 ： K 2.00。5、 平 衡 范 围 ： 使 用 电 桥 电 阻 的 1 (约 5000 )微 调 范 围 ： 100 。6、 平 衡 方 式 及 时 间 ： 自 动 平 衡 ， 平 衡 时 间 约 2秒 ， 平 衡 保 持 时cp0.211间 72小 时 。7、 输 入 阻 抗 ： 大 于 100 。8、 灵 敏 度 ： 0.2V/100 (桥 压 4V)。9、 非 线 性 度 ： 小 于 0.1 FS。1

20、0、 应 变 校 准 值 （ ） ：0、 500、 1000、 2000、 5000、 10000。校 准 误 差 ： 不 大 于 校 准 值 的 0.5 （ 最 小 1 ） 。11、 增 益 ： 10、 30、 100、 300、 500、 1000。12、 频 响 ： DC 300kHz (+0.5dB， -3dB1dB)。13、 低 通 滤 波 ：截 止 频 率 (kHz)： 3、 10、 50、 100、 200、 F（ 300k）(-3dB1dB)。14、 输 出 电 压 ： 峰 值 5V。15、 信 噪 比 ： 大 于 40dB。16、 共 模 拟 制 比 ： 100dB。17、

21、稳 定 性 ： 零 点 漂 移 小 于 0.5 FS1 （ 4小 时 ） ；灵 敏 度 变 化 小 于 0.2 FS（ 4小 时 ） 。18、 供 电 ： 交 流 220V(10 )， 50Hz， 约 40W。19、 工 作 环 境 ： 温 度 0 +40 相 对 湿 度 小 于 80 。20、 外 型 尺 寸 ： 单 通 道 35251130mm3四 、 注 意 事 项1、 用 户 在 使 用 本 仪 器 之 前 ， 请 仔 细 阅 读 使 用 说 明 书 ， 避 免 连线 或 操 作 错 误 。2、 仪 器 尽 可 能 在 规 定 的 环 境 下 使 用 ， 尽 量 不 要 让 仪 器 在

22、 阳 光 下12曝 晒 。3、 避 免 在 高 温 下 使 用 ， 这 样 会 降 低 桥 路 或 放 大 器 的 对 地 绝 缘 电阻 ， 会 造 成 较 大 的 零 漂 而 使 系 统 不 稳 定 ， 个 别 情 况 下 使 测 量 无法 进 行 。4、 不 允 许 在 有 强 烈 腐 蚀 性 气 体 或 大 量 尘 埃 的 环 境 中 使 用 或 保 存仪 器 。5、 电 源 接 通 后 ， 必 须 在 测 试 过 程 中 始 终 保 证 电 源 电 压 按 说 明 书给 定 的 范 围 内 变 化 。6、 测 量 过 程 中 不 允 许 按 动 自 动 平 衡 按 钮 。7、 测 量

23、时 的 温 度 补 偿 应 变 片 要 贴 在 测 量 片 相 同 的 材 料 上 ， 且测 量 片 与 补 偿 片 要 同 一 材 料 同 一 阻 值 同 一 环 境 温 度 ， 避 免 阳光 曝 晒 ， 对 地 绝 缘 在 500M 以 上 。8、 尽 量 缩 短 应 变 片 与 桥 盒 之 间 的 测 试 连 线 ， 使 用 同 轴 电 缆 做测 量 导 线 时 ， 屏 蔽 层 不 能 做 为 一 条 测 量 导 线 ， 而 只 能 做 屏 蔽 保护 连 到 桥 盒 的 接 地 端 ， 对 金 属 试 件 ， 要 与 应 变 仪 桥 盒 地 线 端 连接 良 好 以 减 小 工 频 干

24、扰 。测 量 导 线 应 远 离 干 扰 源 ， 如 变 压 器 ， 电 机 ， 大 型 用 电 设 备及 动 力 线 等 。 测 量 导 线 在 连 接 时 要 尽 可 能 采 用 对 称 结 构 安 装 ，这 样 既 有 利 于 电 桥 平 衡 ， 又 有 利 于 抗 干 扰 ， 尤 其 是 在 长 导 线 测量 时 更 为 必 要 9、 在 实 际 测 量 中 ， 为 了 提 高 被 测 信 号 的 精 度 ， 同 时 实 现 温度 补 偿 ， 常 将 应 变 片 组 合 使 用 ， 这 时 测 量 值 要 进 行 修 正 ， 注意 应 变 式 传 感 器 不 用 修 正 。(1) Al

25、和 Dl两 只 应 变 片 用 于 应 变 测 量 如 图 6， 测 量 结 果 要被 2除 ,即 ：13（ 2） 四 只 应 变 片 同 时 用 做 测 量 片 ， 如 图 7测 量 结 果 除 以 4， 即五、故障及解决方案1、 噪声干扰，应考虑以下情况：感应干扰：在应变仪附近有大的漏磁设备（如大型电机、变压器、磁饱和稳压器等），感应噪声可能引入测量电路中，cp21 图 6、 二 只 应 变 片 的 测 量 WA1DA1DR+-Uo桥 cp41 Uo桥ADWADR-+122图 7 四 只 应 变 片 的 测 量Uo桥A1DWADR-+图 6 二 只 应 变 片 的 测 量14可采用下列方法

26、：将应变仪及桥路连接线远离上述设备；被测物完好接地并将应变仪连到相同的地上。电位干扰：当被测物存在DC或AC电位时，会出现电位干扰，这种情况下应变仪的良好接地并不是总能带来好的效果，问题的解决可能是将被测物与应变仪连好而实现。当然，感应干扰和电位干扰很少能用单一的方法解决，往往是试用不同的方法来看看能否取得良好的效果。2、 零点不能平衡主要表现是电源通道上公用表头有指示，过荷灯总亮。问题可能是出现在输入插头到传感器（应变片）这一端，一是传感器断路或短路；二是传感器到插头之间的连接电缆断路，有条件时换一个好的传感器或桥盒试一试，若仍然不能平衡，问题可能出在仪器本身，请与生产厂家联系。3、 零点漂移大在零点平衡后，无应变信号而零漂大时，检查传感器和连接线是否绝缘电阻下降，传感器温度补偿较差或桥盒内的固定电阻变质等原因。有条件时换一个好的传感器或桥盒试一试，结果零点仍然大，问题可能出在仪器本身，请与生产厂家联系。4、 电源接通，仪器却不工作电源接通时，过荷灯或工作灯不亮，指示表也无任何显示，请检查保险丝和电源连接线，若都是好的，请与生产厂家联系。六、仪器附件1、 电源线：一条。152、 输出线：每通道一条。 3、 输入桥盒：每通道一个。 4、 保险管：一个。5、 小螺丝刀：一把。6、 产品说明书：一份。