探知电阻应变仪原理,解读电阻应用仪

2020-08-09 14:35:01 湖南赛西 10

电阻应变计是利用应变片直接测量应变的专用仪器。在科学研究和工业生产中经常需要学习。机械设备部件或部件处于应变状态时,测量部件变形时的应变力,例如在高压容器(高压气体瓶、高压锅炉)在生产过程中,必须进行耐压和变形试验;炮兵的生产需要了解管变形时的压力;飞机和导弹的研制必须在专门的“风洞”试验场上模拟数万米高的飞行状态机身、机翼等受压部件的应变情况;汽车制造业需要测试汽车底盘在受压时的变形情况。电阻应变计是对电桥输出的微小变化进行放大、记录和处理,得到被测应变值。电应变片的具体组成和电路形式多种多样,但基本组成相似。根据测量应变的频率,可分为静态应变

状态应变片和动态应变片可分为静态(5Hz)、静态和动态(几百Hz)、动态(5kHx),超动态(数十千赫兹)。图3-12是交流电桥电阻应变计的原理框图。电桥、振荡器、差分放大器、相敏探测器、滤波器、稳压电源、转换显示电路、应变计电路各点的电压输出波形如图3-13所示。


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图3-12交流桥式电阻应变计方块图


1) 电桥(半桥或全桥):采用400-2000高频应变信号正弦电压提供电桥电压,可测得比电桥电压频率低10倍的应变频率,如电桥电压20kHz,可测得20~200Hz频率的电桥输出调幅波。振荡信号和参考信号



2) 差分放大器:采用窄带交流放大器对电桥输出的调幅波进行放大,以满足相敏探测器的要求。



3) 振荡器:产生恒幅正弦波,提供相敏探测器的桥电压、调制信号和参考电压。振荡频率一般要求不低于被测信号频率的6-10倍。



4) 相敏检波器:必须用检波器和滤波器将放大的调幅波恢复(解调)到被测应变信号波形。差分放大器输出一般情况下,探测器只有单相电压(或电流)输出,不能区分双向信号。当应变有拉伸应变和压缩应变时,中心(静止)位置为转折点,需要区分两个方向的应变。通过相敏检测电路将信号分为两相。检测电路将同相信号检测转换为正输出,将反向180°信号检测转换为负输出。应变或位移的方向可以通过电压极性来区分,输出振幅代表应变或位移的大小。



5) 移相器:相敏探测器的参考信号与被测信号有严格的相位关系,移相电路提供相位调整电路,实现同相或反相。



6) 滤波器:相敏探测器输出的测量信号仍然是由低频应变信号调制的高频(载波)信号。除了检测到的低频信号外,它还包括一个高频振荡信号来恢复检测到的应变。对于信号,必须使用低通滤波器去除高频分量,保留低频应变信号。


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3-13应变仪电路各点电压输出波形


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