应变测试仪教育训练课程

应变测试仪教育训练课程第1页/共64页应变如何表示第2页/共64页何謂應變規covercarrierfoilgridleadsactivegridlength第3页/共64页應變規的原理第4页/共64页

第5页/共64页應變規的應用第6页/共64页如何選擇應變規Gagelength(gridlength)GageType(Uniaxial,Biaxial,Triaxial)GageBaseGageLeadEnvironmentalTemperatureVariation

GageResistanceGageFactor第7页/共64页Gaugelength第8页/共64页StrainType单轴双轴三轴Biaxial：maindirectionofprincipalstressisknownTriaxial：NoClearKnowledgeofTheStressFieldUnaxial：Onedirectionofstressisknown第9页/共64页Straingage基座(Gagebase)設計比較未改良前舊設計

需要較大的佈線空間

(biggerwirearea)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(moresmallwirearea)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度第10页/共64页Straingage定位(positioning)準確性比較45度90度容易造定位角度偏差

(Angleerror)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第11页/共64页Straingage線材設計型式比較舊設計(Before)新設計

(NOW)

500mmPVC細線(0.45x500mm)45度90度0度辨識性及實用性45度0度90度

300mm漆包線(0.14x300mm)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第12页/共64页StrainGagestyle任選LeadwirestyleJ-1seriesFR-1seriesJR-1AseriesJR-02AseriesJR-1seriesJR-02series漆包線(0.14mm)細PVC線(0.45mm)粗PVC線(1mm)第13页/共64页現有產品FR-1-L30W05MSFR-1-W08MSFR-1-12L30+05MSFR-1L30W05-3MSJR-1A12L30W05MSJ-1-12L30W05MSNEWJR-02AseriesJR-1seriesJR-02series第14页/共64页TagsofStrainGaugesDifferentmaterialshavedifferenttemperaturecompensation第15页/共64页RelationBetweenStrainandResistanceTheWheatstoneBridgeCircuitThePrincipleMeasurementonBendingBeam如何量測應變規訊號第16页/共64页RelationBetweenStrainandResistance第17页/共64页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，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:第18页/共64页将这个电路中的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ΔR，则输出电压的计算公式如下所示:

即上式中除了ε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

第19页/共64页1432UoUeR1R2R3R4惠斯通电桥第20页/共64页ThePrincipleIUoUe1432R1R2R3R4u4u1第21页/共64页ThePrincipleIIUoUe1432R1R2R3R4u4u1

UnbalancedBridge第22页/共64页MeasurementonBendingBeam[1]Pos.StrainFSG(R1)R2R4R3L第23页/共64页MeasurementonBendingBeam[2](R2)R4R3R1FNeg.Strain第24页/共64页MeasurementonBendingBeam[3](R1)(R2)R4R3FSG第25页/共64页MeasurementonBendingBeam[4]第26页/共64页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測試連接至擷取系統第27页/共64页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。第28页/共64页TypicalGageLocationStraingagelocationaccuracyshouldbe+/-0.02”(0.5mm)and+/-5°第29页/共64页SocketGageLocationThecenterofthestraingagesshouldbeattheintersectionoflinesoffsetfromthepackageedges0.27+/-0.02in.(6.9+/-0.5mm),withe1ande3paralleltotheedges.第30页/共64页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。第31页/共64页連接至擷取系統第32页/共64页量測誤差CableResistanceEffect2-wire,3-wireTemperatureEffectSelfCompensatedGage,DummyGageDataAcquisitionA/DConverter,simultaneous,SamplingRate第33页/共64页CableResistanceEffectIR6:outputresistanceofthevoltagegenerator:Measuringstraingauge,:LeadsresistanceR5:InputresistanceofthemeasuringamplifierG213R4R3R2第34页/共64页CableResistanceEffectII第35页/共64页CableResistanceEffectIIIErrorin%05101520051015202530ErrorthroughthecableresistanceRSG=120WRSG=350WCableresistanceinW第36页/共64页3-leadconnection0000ADRi

Æ

0Ri

Æ

×RSGRCRSRC3-leadconnection第37页/共64页Differencebetween2-Wireand3-WireConnectionTwowiresThreewires第38页/共64页Temperature-CompensatedGauge[1]第39页/共64页Temperature-CompensatedGauge[2]第40页/共64页Temperature-CompensatedGauge[3]1ferriticsteel 3aluminium 5austeniticsteel6quartz7titanium8plastic9molybdenum第41页/共64页ThermalOutputofQuarterBridgeCircuitG213R4R3R2G213R4R3R2SG2-wireconfiguration:symbolfortemperaturedependentcableresistance第42页/共64页CompensationofThermalOutputG213R4R3G213R4R3SG1comp.SG2第43页/共64页Scanningsystem第44页/共64页Parallelsystemwithmultiplexer第45页/共64页ParallelSamplingV.SScanningSamplingTimeError:Phasedifferencethroughscanningsampling

ParallelsamplingChannel1Channel2Channel1Channel2Time第46页/共64页Resolutioninbit

10bit=210

=1.024digit12bit=212

=4.096digit13bit=213=8.192digit14bit=214

=16.384digit15bit=215

=32.768digit16bit=216

=65.536digit18bit=218

=262.144digit20bit=220

=1.048.576digitExample:asignalof±10Visindicatedas±10.000digit,thereforetheconvertermusthaveatleast15bit第47页/共64页ResolutionandAccuracyofA/DConverter第48页/共64页peakvaluedetectionFMAXforceFMAXforcetimetimeFMAXHighsamplingrateFMAXLowsamplingrate第49页/共64页一：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USB2.0接口，连接电脑更加方便，数据传输速度更快！

裸机外形尺寸：265×115×135第50页/共64页B：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：120Ω或350Ω，¼桥4:精确度:0.02%以下5:解析度:24bits6: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) 第51页/共64页应变测试实测过程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