应变测试仪教育训练课程

1、应变测试仪教育训练课程应变如何表示何謂應變規covercarrier foilgridleadsactivegrid length應變規的原理 應變規的應用如何選擇應變規Gage length (grid length)Gage Type (Uniaxial, Biaxial, Triaxial)Gage BaseGage LeadEnvironmental Temperature Variation Gage ResistanceGage FactorGauge lengthStrain Type单轴双轴三轴Biaxial ： main direction of principal stre

2、ss is knownTriaxial： No Clear Knowledge of The Stress FieldUnaxial ： One direction of stress is knownStrain gage 基座(Gage base)設計比較未改良前舊設計 需要較大的佈線空間 (bigger wire area)改良後新設計(1)圓型基座(2)方型基座 (3)六邊型基座0度45度90度兩側接點 (0度及90度)轉折處易斷裂0度45度90度大大節省了所需要佈線空間 (more small wire area)同一方向出線, 大幅改善了接線轉折所造成的斷裂問題45度90度0度St

3、rain gage 定位(positioning)準確性比較45度90度容易造定位角度偏差 (Angle error)0度45度0度90度45度0度90度定位準確性(1)圓型基座(2)方型基座 (3)六邊型基座定位準確性定位準確性正確不正確Strain gage 線材設計型式比較舊設計 (Before)新設計 (NOW) 500 mm PVC細線( 0.45 x 500 mm )45度90度0度辨識性及實用性45度0度90度 300 mm 漆包線( 0.14 x 300 mm )紅色: 0度藍色: 45度白色: 90度(1)不同顏色導線識別角度 讓您辨識及除錯更容易原有漆包線保留(2) 額外延

4、長500mm導線 讓您連線儀器更方便三個角度出線皆為金色漆包線辨識及除錯不易辨識性及實用性Strain Gage style任選Lead wire styleJ-1 seriesFR-1 seriesJR-1A seriesJR-02A seriesJR-1 seriesJR-02 series漆包線 ( 0.14 mm )細 PVC 線 ( 0.45 mm)粗 PVC 線 ( 1 mm )現有產品FR-1-L30W05MSFR-1-W08MSFR-1-12L30+05MSFR-1L30W05-3MSJR-1A12L30W05MSJ-1-12L30W05MSNEWJR-02A seriesJR

5、-1 seriesJR-02 seriesTags of Strain GaugesDifferent materials have different temperature compensationRelation Between Strain and ResistanceThe Wheatstone Bridge CircuitThe PrincipleMeasurement on Bending Beam如何量測應變規訊號Relation Between Strain and Resistance惠斯通电桥惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化，应变片的电阻变化就用该电路来测量。如图1所示

6、，惠斯通电桥由四个同等阻值的电阻组合而成。如果: 或 则无论输入多大电压，输出电压总为0，这种状态称为平衡状态。如果平衡被破坏，就会产生与电阻变化相对应的输出电压。如图2所示:将这个电路中的R1与应变片相连，有应变（形变）产生时，记应变片电阻的变化量为R，则输出电压的计算公式如下所示: 即 上式中除了均为已知量，所以如果测出电桥的输出电压就可以计算出应变的大小。双应变片法（半桥）如图3,4所示，在电桥中连接了两枚应变片，共有两种联入方法。 图3 图四四条边中有两条边的电阻发生变化，根据上面的四应变片法的算法可得输出电压的公式。图3为： 或 图4为： 或 1432UoUeR1R2R3R4惠斯通电

7、桥The Principle IUoUe1432R1R2R3R4u4u1The Principle IIUoUe1432R1R2R3R4u4u1 Unbalanced BridgeMeasurement on Bending Beam 1Pos. StrainFSG(R1)R2R4R3LMeasurement on Bending Beam 2(R2)R4R3R1FNeg. StrainMeasurement on Bending Beam 3(R1)(R2)R4R3FSGMeasurement on Bending Beam 4應變規使用步驟被測物之表面處理測試點之對位上膠及黏貼阻值及絕緣值

8、測試連接至擷取系統被測物之表面處理使用#200或#300的砂紙將表面磨平使用酒精或其他易揮發性的清潔溶劑將待測的表面作清潔動作, 但切記需作單方向的擦拭, 切勿來回擦拭以免將髒的東西再帶回來。Typical Gage LocationStrain gage location accuracy should be+/-0.02”(0.5mm) and +/-5Socket Gage LocationThe center of the strain gages should be at the intersection of lines offset from the package edges

9、0.27 +/-0.02 in. (6.9 +/-0.5mm), with e1 and e3 parallel to the edges.上膠及黏貼注意切勿滴落大多膠水以免會影響測試資料, 最好的膠水量是當貼上後膠水只溢出週圍一些。連接至擷取系統量測誤差Cable Resistance Effect2-wire, 3-wireTemperature EffectSelf Compensated Gage, Dummy Gage Data AcquisitionA/D Converter , simultaneous, Sampling Rate Cable Resistance Effect

10、 IR6 : output resistance of the voltage generator: Measuring strain gauge,: Leads resistanceR5 : Input resistance of the measuring amplifierG213R4R3R2Cable Resistance Effect IICable Resistance Effect IIIError in %05101520051015202530Error through the cable resistanceRSG=120 WRSG=350 WCable resistanc

11、e in W3-lead connection0000ADRi 0Ri RSGRCRSRC3- lead connectionDifference between 2-Wire and 3- Wire ConnectionTwo wiresThree wiresTemperature-Compensated Gauge1Temperature-Compensated Gauge2Temperature-Compensated Gauge 31 ferritic steel 3 aluminium5 austenitic steel6 quartz7 titanium8 plastic9 mol

12、ybdenum Thermal Output of Quarter Bridge CircuitG213R4R3R2G213R4R3R2SG2-wire configuration: symbol for temperature dependent cable resistanceCompensation of Thermal OutputG213R4R3G213R4R3SG1comp.SG2Scanning systemParallel system with multiplexerParallel Sampling V.S Scanning SamplingTimeError: Phase

13、 difference through scanning sampling Parallel samplingChannel 1Channel 2Channel 1Channel 2TimeResolution in bit 10 bit =210 =1.024 digit12 bit =212 =4.096 digit13 bit =213 =8.192 digit14 bit =214 =16.384 digit15 bit =215 =32.768 digit16 bit =216 =65.536 digit18 bit =218 =262.144 digit20 bit =220 =1

14、.048.576 digitExample:a signal of 10V is indicated as 10.000 digit,therefore the converter must have at least 15 bitResolution and Accuracy of A/D Converterpeak value detectionFMAXforceFMAXforcetimetimeFMAXHigh sampling rateFMAXLow sampling rate一：软硬件介绍A:主机组成 每台主机箱有8个模组插槽，每个模组8通道，故，每台主机满通道为64通道，通用型US

15、B2.0接口，连接电脑更加方便，数据传输速度更快！ 裸机外形尺寸：265115135B：系统硬件参数1:采样速度：10Khz/CH 同步动态撷取2:扩充性:64CH/mainframe,机箱级联最高可扩展到256CH以上！3:输入信号：120或350，桥4:精确度:0.02%以下5:解析度:24 bits6:连接方式:USB7:前端输入连接方式:雷蒙头LEMON 另附转接板C: 软件功能参数(1) 英文,繁体中文,简体中文可选(2) 提供时间历程图, 长条图显示(3) 最大及最小应变值撷取功能(4) 最大及最小主应变, 剪应变,角度等换算功能(5) StrainRate应变率,(6) 默尔圆显示功能,(7)实时影像同步采集，组装过程可发挥很好作用(8)自动报表生成功能，测试结果及分析可全自动报表产出, 不需进行资料后处理动作.(报表格式亦可依客户需求订制)应变测试实测过程1.主板測試點處理step1：把chip周圍小元器件移除，位置的選擇為一些比較重要元器件，並且是治具探針接觸較多容易對芯片造成損傷的位置，gauge線避開探針，以防導線被探針壓斷，影響測試效果！step2：移除后對板表面進行打磨處理，使其平整step3：打磨完之後