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TST3825 静态应变测试分析系统使用说明书
2015-05-20 00:04   审核人:

 

一.概述... 2

二.特点... 2

三.技术指标... 3

四.工作原理... 4

五.使用方法... 5

六.系统框图... 9

七.桥路类型... 10

八.注意事项... 13

九.维护和检修... 14

十.附件及随机文件... 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TST3825静态应变测试系统

一.概述

TST3825静态应变测试系统是专门为野外测量量身定做的仪器,该系统的特点是所有采集箱由主机统一供电,解决了野外现场仪器供电难的问题。USB接口,即插即用,方便可靠。同一台计算机可控制256台仪器同时工作,采样频率2Hz。内置Q-FAN温度控制系统,进一步减少温度对测量结果的影响。该系统在国内率先采用ARM处理器和高性能A/D转换器,以及配合自主研发的软硬件信号处理技术,提高了系统的稳定性,使系统具有极强的现场抗干扰能力。高速ARM处理器,配合自主研发的软硬件信号处理技术,提高了系统的稳定性,大大增强现场抗干扰能力。并且可以同时接入不同的传感器,可对力、荷重、压力、扭矩、位移等进行精确测量。

二.特点

硬件特点:

1.所有数据采集仪的电源统一由电源控制器集中供电,解决了用户现场仪器供电难的困扰。

2.采用高速ARM处理器,合理的接地,先进的隔离技术和软硬件信号处理技术,使系统具有极强的现场抗干扰能力,适用于各种工程现场的检测。

3.可与各种桥式传感器配合,完成压力、力、荷重、位移等物理量的多点巡回检测。

4.可与热电偶或铂电阻配合,通过分度号的计算,对温度进行多点巡回检测。

 

5.对输出电压小于20mV的电压信号进行巡回检测,分辨率可达1μν。

6.接入方式有:全桥、半桥、1/4桥(公用补偿片)等方式。

7.测点切换采用进口高性能光继电器,切换速度更快、更稳定。

8.内置Q-FAN温度控制系统,进一步减少温度对测量结果的影响。

软件特点:

1.采样方式多样:单次采样、定时采样、连续采样。

2.显示方式灵活:表格显示、时域曲线显示,可同时显示多个窗口,每个窗口可显示8个测点数据。“X-Y”函数记录仪方式绘制滞回曲线。

3.视图实时增加数据和减小数据量,方便用户实时观测,同时提供单双光标读数据功能,并实时计算最大值、最小值等统计值。

4.数据快速定位功能,对于长时间监测的工程,数据量很大,通过快速定位功能,可以很方便的找到需要的数据。

5.数据标记,用户可以对感兴趣的数据加上标记,这样可以在各块数据间进行灵活定位,节省操作时间。

6.导入导出平衡结果,方便用户继续测试。

7.应变花计算:提供两片直角、三片直角、扇形、等角、伞形等应变花计算。

8.可根据用户要求,将数据导入EXCELTXT文件。

9.可根据用户的喜好,选择喜欢的界面风格。

三.技术指标

1.单台采集箱测点数:16

2.单台计算机可控制最大测点数:4096256台采集箱)

3.最高采样频率:2Hz4096测点采样时间仅需0.5秒)

4.A/D分辨率:24

5.显示/控制方式:计算机

6.扩展方式:串行

7.最大采集箱间距离:200m

8.最高分辨率:1με

9.测量应变范围:±20000με

10.自动平衡范围:±15000με(R=120Ω,K=2.0时应变计阻值的±1.5%)

11.应变计电阻值范围:5010000Ω任意设定

12.应变计灵敏度系数:1.03.0自动修正

13.长导线电阻修正范围:0.0100Ω

14.系统不确定度:不大于0.5±3με

15.漂移:±3με/4小时(零漂)±1με/℃(温漂)

16.供桥电压:DC 2V±0.1

17.电源:AC 220V (±10% 50Hz±2%)

18.功率:约120W

19.电磁兼容试验符合A类指标

20.使用环境:适用于GB6587.1-86-Ⅱ组条件
21.
外形尺寸: 300mm(长)×240mm(宽)×100mm(高) (主机16测点)

300mm(长)×240mm(宽)×100mm(高) (从机16测点)

22.仪器自重:主机16测点约3.5kg,从机16测点约3kg

四.工作原理

1 应变测量原理:

 


1/4桥、120Ω桥臂电阻为例,对测量原理加以说明。如图1所示,图中:Rg为测量片电阻,

 

R —— 固定电阻,

 


KF —— 低漂移差动放大器增益,

 

 

1应变测量原理图 

Vi=0.25EgKε,

Vo=KFVi=0.25KFEgKε, 

所以 ε=                        (1)

式中:  Vi为直流电桥的输出电压

Eg为桥压(V)

K —— 应电阻变计灵敏度系数

ε —— 输入应变量(με) 

Vo—— 低漂移仪表放大器的输出电压(μV)

KF  —— 放大器的增益

Eg=2V   K=2ε=Vo/KF(με)

对于半桥电路

ε=                          (2)  

对于全桥电路

ε=                          (3) 

这样, 确定KF,测量结果由软件加以修正即可准确测量输入应变量。

2 自动平衡(调零):通过计算机控制实现仪器的平衡(直接由软件来实现自动平衡)。

3电阻应变长导线的修正:

(1)将电阻应变计接成半桥电路,然后用三根长导线引至TST3825

ε=[1+(Rl/R)]εi(4)

式中: εi  ——测量应变量ε—— 实际应变量

R —— 电阻应变计的阻值Rl  —— 单根长导线的阻值

(2)将电阻应变计接成全桥电路,然后用四根长导线引至TST3826

ε=[1+2(Rl/R)]εi                               (5) 

式中: εi  —— 测量应变量ε —— 实际应变量

R  —— 电阻应变计的阻值Rl  —— 单根长导线的阻值

五.使用方法

1.面板功能图:

1 TST3825动静态应变测试系统面板功能

ARS-485扩展接口,RS-485输出接口接下一台仪器的输入接口,形成级联,一台计算机最多可控制十六台仪器。

B:采样指示灯

CUSB通讯接口,与计算机USB接口相连

D:电源指示灯

E:从机扩展接口

F:补偿端子

G:散热风扇

H220V电源输入插座

I:电源开关

J:接地端子

K:通道端子

2.接线方法:

 

1: 接线原理图

2:接线端子

(1)四分之一桥接线(方式1):

3  1/4 桥(公用补偿应变计)接线图

 

将工作端Vi+端子处的短接铜片推入,补偿端1/4桥处的短接铜片也推入,半桥处铜片断开,将工作应变计的一端接到仪器工作端的“+Eg”上;另一端接到仪器工作端的“Vi+”上;补偿端子Rd处接公共补偿应变计。

2)半桥(单个补偿应变计)接线(方式2):

4(单个补偿应变计)半桥接线图(方式2)

将补偿端1/4桥处铜片断开,半桥处铜片推入通道端子“Vi+”处铜片断开,将工作片接到通道端子上的“+Eg”“Vi+”端子上,补偿应变计Rd接到Vi+”和“-Eg端子上。

3)半桥接线(方式3和方式4):

5半桥接线图

应变计接线方法:将工作端Vi+端子处的铜片断开;将补偿端1/4处铜片断开,半桥处短接铜片推入;工作端+EgVi+接工作应变计RgVi+-Eg接工作应变计Rg 

传感器接线方法:将工作端Vi+端子与下面一个端子的铜片断开;将补偿端1/4处铜片断开,半桥处短接铜片推入;将半桥传感器的“正电源输入端”接到仪器的“+Eg”上;传感器的“负电源输入端”接到仪器的“-Eg”上;传感器的“正信号输出端”接到仪器的“Vi+”上。

4)全桥接线(方式5和方式6):

6全桥接线图

应变计接线方法:将接线端子上的铜片全部断开,工作端+EgVi+Vi+-Eg-EgVi-+EgVi-各接一个工作片。

传感器接线方法:将接线端子上的铜片全部断开,将全桥传感器的“正电源输入端”接到仪器的“+Eg”上;传感器的“负电源输入端”接到仪器的“-Eg”上;传感器的“正信号输出端”接到仪器的“Vi+”上;传感器的“负信号输出端”接到仪器的“V-“上。

 

对臂测量:电桥中相对的两个桥臂(常用ABCD桥臂)是接机械变形的电阻片,其它两个桥臂是固定电阻,这时电桥的输出电压为:

一般ABCD两个对臂接工作片,另两个对臂BCDA接温度补偿片。这时四个桥臂的电阻都处于相同的温度条件下,相互抵消了温度的影响。 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


相对两臂工作

3.软件操作流程图

 

菱形:根据实际测量要求合理连接相应桥路

 

 

 

 

 

 

 


六.系统框图

n=1  n=2                           n=16 

 

TST3825采集箱

TST3825采集箱

TST3825采集箱

计算机

USB RS485

 

                                                                                                 ……

 

 

 

单系统独立工作

 

 

 

 

 

 


USB

n=1                 n=2               n=16 

电源/控制器

 

TST3825

采集箱

 

TST3825

采集箱

 

TST3825

采集箱

 

RS485 RS485 RS485

 

系统1……

 

 

 

 

 

 

 


 

电源/控制器

 

TST3825

采集箱

 

TST3825

采集箱

 

TST3825

采集箱

 

RS485 RS485 RS485

 

系统2……

 

 

 

 

 

 

 

 


 

电源/控制器

 

TST3825

采集箱

 

TST3825

采集箱

 

TST3825

采集箱

 

RS485 RS485 RS485

 

系统16 ……

 

 

多系统并行工作

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


七.桥路类型

桥路类型指在应变电桥中,根据不同的测试情况,接应变计的数量和方式有不同。在本公司的产品中具体分为方式1到方式6,如下图所示接法。 

方式

名称及用途

现场实例

接线方式

参数设置

1

1/4桥(1片工作片,1片公共补偿片)

适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变

灵敏度系数K

导线电阻RL

应变计电阻R

桥臂系数Kn=1.00

2

半桥(1片工作片,1片补偿片)

测量简单拉伸压缩或弯曲应变

灵敏度系数K

导线电阻RL

应变计电阻R

桥臂系数Kn=1.00

3

半桥(2片工作片)

适用于环境温度变化较大情况下的测量简单拉伸压缩或弯曲应变

灵敏度系数K

导线电阻RL

应变计电阻R

桥臂系数Kn=1+μ

4

半桥(2片工作片)

适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变

灵敏度系数K

导线电阻RL

应变计电阻R

桥臂系数Kn=2.00

5

全桥(4片工作片)

适用于只测拉伸和压缩的应变

灵敏度系数K

导线电阻RL

应变计电阻R

桥臂系数Kn=21+μ

6

全桥(4片工作片)

适用于只测弯曲的应变

灵敏度系数K

导线电阻RL

应变计电阻R

桥臂系数Kn=4.00

 

 


八.注意事项

1)交换Vi+Vi-的连接, 可以改变输出信号的极性;

2)所有连线必须牢固可靠;

3)应使用连优质连接导线且电阻值应尽量低, 每组应变计的连线导线长度也应相等;如选用屏蔽电缆线,则屏蔽层不可作为信号线来用!仅只能用作屏蔽接地,如需接地时,且将全部屏蔽线汇总到仪器接地端一点接地;

4当测量时, 一定要将信号源、适调器、数据采集、屏蔽线构成完整的屏蔽体, 并保证其良好的接地。测量前应重新设置各项参数,以提高测量可靠性;

 

5)应变调理器共模电压应不超过±10V(DCAC峰值)。否则, 放大器的CMR将下降,影响测量精度;

6)采样前应将其它在运行的程序关闭,采样过程中禁止启动其它应用程序,否则将会引起丢数现象。

7)其它注意事项:

①应变应力测试系统的标定:系统按桥路方式为方式二、2VDC)桥压、应变计电阻为120Ω,灵敏度系数为2 ,设置了满度值,当状态发生变化时,系统的输出应变量由计算机软件修正,因此,只要参数设置正确,计算机直接显示被测应变量;

② 因受A/D分辨限制,系统平衡后有一很小的直流电位,固实际使用时输入信号幅度应为满度的95%以内,计量时也必须按此条件计量。

 

③ 静态测量系统应贮存及使用于符合GB6587.1-86Ⅱ组要求的环境中;

④ 接通电源,仪器即可正常工作。若需精确测试,必须预热1小时;

⑤ 系统接好后,首先预采样,信号应无明显干扰,否则应重新调整连接线或接地点;

⑥ 应避免将仪器处在强电场的情况下使用;

⑦ 输入、输出电缆线应尽量避免靠近电力线、变压器及其它干扰源;

⑧切勿在过高温度和湿度的条件下使用和存放仪器, 切勿将仪器直接在阳光下曝晒;

⑨ 仪器必须放置在合适的位置上使用, 切勿将其倾斜或倒置使用。仪器

 

风口不能堵塞;

⑩ 电缆线的连接、拆除必须在仪器及计算机关机的状态下进行;

:为确保仪器的正常工作,应依次打开仪器的电源,最后打开与计算机相连的仪器,然后运行应用程序,以确保应用程序对仪器硬件进行初始化设置。如果使用过程中,仪器发生过断电现象,则必须重新对仪器硬件进行初始化设置。否则,系统有可能将不能正常工作。

 

九.维护和检修

1 仪器的维护:

1) 本仪器是Ⅱ组仪器,属于通用仪器, 若在超过环境规定条件的现场使用, 应注意避免酸、碱、盐、雾、雨淋及过强的幅射场、电场、磁场。当环境温度高于规定, 而输出电流较大时应用电扇散热;

2) 电源电压必须在220V±10, 50Hz±2%内;

3) 使用时注意勿使模拟输出短路;

4)存放时, 应将仪器盖好, 防止灰尘污染, 以减小输入、输出插头的接触电阻, 若一旦污染, 应根据污染性质选择适当的溶剂(如无水乙醇、乙醚、四醚化碳等), 以白绸布蘸少许将污物擦净;

2 故障检查:

1) 如果不能参数设置及不能采样:

① 检查所有通讯电缆连接是否可靠;

② 重新热插拔一下USB通讯线;

③ 重新启动计算机或仪器;

④ 保证仪器有良好的保护接地;

⑤ 计算机兼容性不好;

(2)采样信号有丢数现象:查看有没有其他软件正在运行,如有应关闭所有正在运行的其他软件;

(3)无输出产生: 电源指示不亮, 则可能是电缆或者保险丝断路;

 

(4) 一般来讲, TST3825静态应变测试系统在设计和制造中已充分考虑能够提供用户多年的无故障运行, 若出现影响其正常功能故障时,请首先考虑其外部原因, 如上所述。然而一旦出现元件的早期失效, 就应切断电源, 以防止故障进一步扩大而损坏仪器, 若故障一时无法排除, 请立即与本公司取得联系,以免影响您的工作

十.附件及随机文件

每台静态应变仪:

1电源线                                                         1

2 USB数据线                                                     1

3电源保险丝                                                     2

4使用说明书                                                     2

5合格证                                                         1

6保修卡                                                         1

 

(具体品种数量以货物装箱清单为准)

十一.售后服务承诺 

名 称

质保期

泰斯特电子产品均为18个月免费质保,终身维修。

设备交货

所购买产品均免费送货上门。

保修期外服务

对设备进行定期检查和保养,对设备提供优质的终身技术服务。

 

1.厂方售后服务点:江苏省靖江市经济开发区城北园区孤山中路9

2.免费服务热线:400-656-8848

3.免费维修时间:产品保修期内均为免费保修时间

4.维修单位名称:江苏泰斯特电子设备制造有限公司

5.维修单位地址:江苏省靖江市经济开发区城北园区孤山中路9

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