基于虛擬儀器的應(yīng)變測(cè)量原理分析
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作為測(cè)量電橋的四個(gè)臂，當(dāng)稱(chēng)重時(shí)受到負(fù)載F的作用后，R1，R2受拉伸阻值增加，R3，R4受壓縮阻值下降，四個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)電橋，輸出特性的線性度好，并且還具有溫度補(bǔ)償作用。輸出應(yīng)變信號(hào)電壓為：
式中：ε1，ε2，ε3，ε4分別為各橋臂應(yīng)變片感受的應(yīng)變量；εT為各應(yīng)變片隨溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)變量。
4．3 橋路預(yù)調(diào)零點(diǎn)
為測(cè)量方便起見(jiàn)，在試件變形前，要求電橋起始輸出電壓等于零，即U0=0。要挑選完全一樣的電橋電阻是很困難的，可以采取在電橋上調(diào)零的措施來(lái)達(dá)到使其平衡的目的。這里采用并聯(lián)電阻法，如圖4所示。調(diào)整電位器Ra，使R3，R4上并聯(lián)的電阻得到調(diào)整，以達(dá)到調(diào)零的作用。
5 測(cè)量系統(tǒng)硬件組成和軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件部分主要包括雙孔梁、BP-6-120型半導(dǎo)體應(yīng)變片、全橋電路、通用PC機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、信號(hào)調(diào)理電路。利用NI公司的LabVIEW 8.0軟件作為程序設(shè)計(jì)編譯環(huán)境和工具。
本系統(tǒng)選用較簡(jiǎn)單的測(cè)量程序流程，如圖5所示。
啟動(dòng)應(yīng)用程序，輸入相關(guān)測(cè)試參數(shù)和采樣數(shù)據(jù)存放路徑，點(diǎn)擊“采集數(shù)據(jù)”開(kāi)始，進(jìn)行應(yīng)變量的采集，點(diǎn)擊處理數(shù)據(jù)，程序?qū)λ蓸訑?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，得出在力F作用下的應(yīng)變值。圖6所示為雙孔梁應(yīng)變測(cè)量實(shí)驗(yàn)前面板。
基于LabVIEW圖形化的編程方式直接簡(jiǎn)便，使得程序更加簡(jiǎn)潔，降低程序的開(kāi)發(fā)難度，減少程序的開(kāi)發(fā)時(shí)間。本軟件設(shè)計(jì)主要完成應(yīng)變信號(hào)數(shù)據(jù)的采集、管理、處理分析與結(jié)果輸出等。程序設(shè)計(jì)框圖如圖7所示。
6 結(jié) 語(yǔ)
介紹在LabVIEW平臺(tái)下設(shè)計(jì)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的方法。LabVIEW在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域有著卓越的優(yōu)勢(shì)，是儀器開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的一個(gè)新的發(fā)展方向。該文給出了它的一個(gè)簡(jiǎn)單應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)力應(yīng)變信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和檢測(cè)。
評(píng)論