一、超動態(tài)應(yīng)變儀概述

超動態(tài)應(yīng)變儀是一種具有自動平衡功能的動態(tài)電阻應(yīng)變儀，主要用于實驗應(yīng)力分析及動力強度研究中，對結(jié)構(gòu)及材料的任意變形進(jìn)行動態(tài)應(yīng)變測量。超動態(tài)應(yīng)變儀的組成部分：電橋盒、放大器、濾波器、電源。通道數(shù)量可以2、4、6自由組合。體積小重量輕，便于攜帶和搬運。采用直流供橋，電橋采用六線制，有長導(dǎo)線補償功能。儀器頻帶寬、校準(zhǔn)方便，配接不同類型的應(yīng)變片及應(yīng)變式傳感器，可以實現(xiàn)應(yīng)力、拉壓力、速度、加速度、位移、扭矩等多種物理量的測量。

二、超動態(tài)應(yīng)變儀用途

測量高頻應(yīng)變，如:霍普金森壓桿測試；測量瞬態(tài)壓力，如:爆炸沖擊波壓力測試、高速風(fēng)洞壓力測試、自由場沖擊波壓力(超壓)測試；高速墜撞試驗。

三、超動態(tài)應(yīng)變儀操作前準(zhǔn)備

①儀器通電之前，先將橋盒接成全橋，把橋盒的航空插頭插入通道的航空插座內(nèi)，旋緊。

②使用220V50Hz市電供電，電源線一端插入儀器電源插座，另一端接入市電，然后將電源后面板的電源開關(guān)置“開”位置，電源即接通。這時將要使用的通道電源置于“開”(向上扳)，隨即該通道的前面板的工作指示燈亮了，進(jìn)入工作狀態(tài)。

③各通道的電源開關(guān)為省電而設(shè)置，把不使用的通道的電源開關(guān)置于“關(guān)”的位置。

四、超動態(tài)應(yīng)變儀操作說明

(1)電源部分

①電源前面板設(shè)有3位半液晶顯示數(shù)字電壓表，供儀器各通道調(diào)零指示和校準(zhǔn)值指示之用，電壓表的量程選擇開關(guān)，設(shè)有滿量程2V和20V兩檔。平時應(yīng)放在20V檔為好，在小于2V的小信號精確測量時才使用2V檔，電壓表是直流電壓表，在動態(tài)測試中也采集到忽大忽小的交流信號，于是數(shù)字亂跳，且無指示意義，這時量程開關(guān)置“0”位，即輸入接地，顯示為000。

②輸出檢測設(shè)置在后面板上，通過通道選擇開關(guān)與各通道輸出相連，當(dāng)通道選擇開關(guān)選擇1—8各通道時，輸出檢測即輸出相應(yīng)1—8通道的輸出信號值，這樣巡檢時省去改換輸出線的麻煩。

(2)放大通道部分

①電橋平衡

各通道通電前已接入組成全橋的橋盒，開啟后面板上電源開關(guān)，該通道進(jìn)入工作狀態(tài)，綠色工作指示燈亮，將功能轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“測量”位置，增益開關(guān)放在欲選擇的檔位，按動“自動平衡”電橋平衡按鈕，這時20V檔面板表上變成只有幾十毫伏零點，電橋已被平衡，等預(yù)熱15分鐘后，再按動“自動平衡”電橋平衡按鈕，可多按幾次，取Z小的。

3位半電壓表量程放在2V檔，然后用小螺絲刀微調(diào)電橋“平衡微調(diào)”電位器，使零點值Z小，這時放大器達(dá)到了理想的平衡狀態(tài)。電橋“平衡微調(diào)”電位器在使用過程中，有可能調(diào)到兩邊極點還未平衡，這時應(yīng)回調(diào)一段(零點會增大)，再重新按動“自動平衡”按鈕，用小螺絲刀微調(diào)電橋“平衡微調(diào)”電位器，使放大器達(dá)到理想的平衡狀態(tài)。

②增益選擇

放大通道的增益設(shè)置30、50、100、300、500、1000六檔。為使測量更準(zhǔn)確，預(yù)測被測輸出電壓值或應(yīng)變量是必要的。每個通道放大器放大倍數(shù)Zda為1000倍，若橋壓為2V，單只應(yīng)變片產(chǎn)生1με時，輸出1mV峰值電壓，100με輸出0.1V峰值電壓，用戶可以根據(jù)預(yù)計的應(yīng)變產(chǎn)生值來選擇增益開關(guān)位置。增益開關(guān)置“300”時，增益為300倍，“100”時為100倍，依此類推。橋壓增加，相當(dāng)于系統(tǒng)增益加大，即若橋壓為2V時，對被測信號增益為300倍，則橋壓為5V時，系統(tǒng)實際增益變?yōu)?50倍。

③校準(zhǔn)值給定

“校準(zhǔn)”開關(guān)相當(dāng)于在每個通道內(nèi)設(shè)置了一個簡易標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變模擬儀，用以方便的校準(zhǔn)出被測信號應(yīng)變值大小。例如：校準(zhǔn)置+1000με時，輸出1.000V，置“測量”檔儀器輸出信號峰值也為1.000V(用記錄設(shè)備或峰值表測出)，則說明測量信號的應(yīng)變值為+1000με。為使校準(zhǔn)更準(zhǔn)確，校準(zhǔn)前先將校準(zhǔn)開關(guān)置“0”位，校準(zhǔn)調(diào)零后再置不同的應(yīng)變值進(jìn)行正負(fù)校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)通常在測量開始前進(jìn)行，校準(zhǔn)值應(yīng)放置到預(yù)期的應(yīng)變值附近，儀器給出正?；蜇?fù)校，都應(yīng)使系統(tǒng)連結(jié)起來進(jìn)行一段記錄，儀器允許在連續(xù)測量過程中“隨時校準(zhǔn)”，不會造成被測量信號與校準(zhǔn)信號的疊加，這對于長時間被測應(yīng)變片或傳感器總處于負(fù)荷情況下校準(zhǔn)尤為方便。校準(zhǔn)完成后功能選擇開關(guān)放在“測量”位置，進(jìn)行正常信號測量，測量過程中各旋鈕位置不應(yīng)再變動。

④低通濾波器檔位的選擇

儀器帶有二階Butterworth型有源低通濾波器，截止頻率(kHz)分別為50、100、500、1000、F(2500)。為了濾除測量信號中不必要的頻率分量，應(yīng)將濾波器開關(guān)置于高于被測信號5—10倍的截止頻率處，這樣既濾除不必要的頻率分量又保證信號無衰減。

⑤橋壓選擇

通道后面板設(shè)置了橋壓選擇2V、4V、8V，通常出廠時橋壓置于“2V”檔，建議根據(jù)橋路電阻值大小，選擇相應(yīng)橋壓。

⑥橋路的連接

橋盒是應(yīng)變測量元件與應(yīng)變儀連接的橋梁，熟悉橋盒的結(jié)構(gòu)及連接方法是十分必要的。連接方式中，必須使用120Ω的應(yīng)變片，才能保證電橋平衡。在實際測量時，應(yīng)變片的連線，橋盒接線柱之間的短路線都要盡可能用烙鐵焊接。為防止外部電磁干擾，特別是50Hz的干擾，橋盒與應(yīng)變片之間用屏蔽線。遇到干擾嚴(yán)重，譬如集流環(huán)轉(zhuǎn)接時，橋路干擾可能很大。

在測量點遠(yuǎn)離儀器條件下，為了保證校準(zhǔn)值的準(zhǔn)確度，可采用六線制接法，即在橋盒插頭和儀器橋路輸入插座之間引入需要長度的七芯(或六芯)電纜，兩端配接相應(yīng)的七芯轉(zhuǎn)接插頭，即1～1，2～2…..6～6，第7～7腳接屏蔽線，多余芯線可剪去。

⑦儀器各通道設(shè)有過荷指示

當(dāng)信號峰值大于5V時，紅色過荷指示燈閃亮，說明信號已經(jīng)過荷，應(yīng)適當(dāng)降低增益，保證儀器在信號不過荷的情況下工作。

⑧預(yù)熱

儀器在接通電源后即進(jìn)入工作狀態(tài)，為了保證穩(wěn)定運行及測試的準(zhǔn)確性，儀器應(yīng)預(yù)熱10–15分鐘，對于小信號或長時間測量，則需要預(yù)熱30–60分鐘。預(yù)熱完畢，即可進(jìn)行測量。