工程实验力学 第2版 教学课件 作者 计欣华 邓宗白 鲁阳 等编著 参编：张明等 第3章　测量电路原理与设备.pptx

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1、工程实验力学第3章　测量电路原理与设备3.1　测量电路原理3.2　静态电阻应变仪3.3　动态电阻应变仪3.4　常用记录仪器3.5　应变数字采集技术3.1　测量电路原理3.1.1　测量电桥的输出电压3.1.2　测量电桥的平衡3.1.3　半桥测量与全桥测量3.1.1　测量电桥的输出电压图3-1　应变测试的惠斯登电桥3.1.1　测量电桥的输出电压3.1.1　测量电桥的输出电压在电阻应变仪的设计中，应变电桥有两种方案：1)等臂电桥，即各桥臂初始阻值相等，R1=R2=R3=R4=R。2)半等臂电桥(卧式桥)，即初始阻值R1=R2=R′和R3=R4=R″，而R′≠R″。3.1.1　

2、测量电桥的输出电压3.1.1　测量电桥的输出电压1)电桥的输出电压Uo与桥臂电阻的变化率ΔR/R(或应变计感受的应变ε)成线性关系(在一定的应变范围内)。2)各个桥臂电阻的变化率ΔR/R(或应变ε)对输出电压的影响是线性叠加的，相邻桥臂符号相反，相对桥臂符号相同。3)利用式(3-6)线性关系确定被测应变值，存在一定的误差。3.1.1　测量电桥的输出电压3.1.2　测量电桥的平衡3.1.2　测量电桥的平衡图3-2　测量电桥的平衡调整电路3.1.3　半桥测量与全桥测量图3-3　半桥测量R为标准电阻3.1.3　半桥测量与全桥测量图3-4　全桥测量全桥测量中、、、四个桥

3、臂均为电阻应变计3.2　静态电阻应变仪3.2.1　交流供桥、双电桥零读数静态应变仪3.2.2　数字式电阻应变仪原理3.2.3　静态多点测量与应变计公共补偿技术3.2.4　数字式静态电阻应变仪的重要电路3.2.1　交流供桥、双电桥零读数静态应变仪图3-5　双电桥线路原理图3.2.1　交流供桥、双电桥零读数静态应变仪3.2.1　交流供桥、双电桥零读数静态应变仪3.2.2　数字式电阻应变仪原理图3-6　数字式电阻应变仪电路功能框图3.2.3　静态多点测量与应变计公共补偿技术图3-7　静态应变仪框图3.2.4　数字式静态电阻应变仪的重要电路图3-8　半桥时的通道切换3.2.4　

4、数字式静态电阻应变仪的重要电路图3-9　全桥时的通道切换3.2.4　数字式静态电阻应变仪的重要电路图3-10　数字式应变仪使用D/A、A/D转换器平衡调整3.3　动态电阻应变仪3.3.1　交流供桥动态电阻应变仪3.3.2　直流供桥动态电阻应变仪3.3.3　直流供桥电路3.3.4　直流放大电路3.3.5　应变仪的预调平衡电路3.3.6　电阻应变仪的校准及灵敏系数补偿3.3.1　交流供桥动态电阻应变仪图3-11　交流放大动态应变仪(一路)框图3.3.2　直流供桥动态电阻应变仪图3-12　直流放大动态应变仪(一路)3.3.3　直流供桥电路图3-13　简单的5V直流供桥电路3.

5、3.3　直流供桥电路图3-14　供桥电压可调的直流供桥电路3.3.3　直流供桥电路图3-15　精密对称供桥电路3.3.4　直流放大电路图3-16　简单电桥放大电路3.3.4　直流放大电路图3-17　三运放简易型仪用放大器3.3.5　应变仪的预调平衡电路图3-18　使用AD624的典型放大电路3.3.5　应变仪的预调平衡电路图3-19　电流注入法平衡调整电路3.3.5　应变仪的预调平衡电路图3-20　用D/A转换器产生电流注入法平衡调整电压3.3.6　电阻应变仪的校准及灵敏系数补偿3.4　常用记录仪器3.4.1　示波器3.4.2　X-Y笔式记录仪3.4.3　光线示波器3.

6、4.4　磁带记录仪3.4.1　示波器图3-21　早期的双踪示波器3.4.1　示波器图3-22　多踪示波器3.4.2　X-Y笔式记录仪图3-23　连续走纸式X-Y记录仪3.4.3　光线示波器光线示波器是以前常用的波形记录仪器。它采用照相原理记录波形信号。由于采用了快速显影技术，仪器使用起来还比较方便。由于振动子的惯性较机械式记录仪器小，因此工作频率相对较高，可记录高达500Hz的信号。光线示波器的主要不足是它的使用成本相对较高，因此目前已极少使用。3.4.4　磁带记录仪图3-24　磁带记录仪3.4.4　磁带记录仪图3-25　典型的数据采集系统3.5　应变数字采集技术图3-

7、26　具备通信功能的数字式静态电阻应变仪功能框图3.5　应变数字采集技术图3-27　数字式静态电阻应变仪