多通道应力测量系统

材料力学是研究材料力学性能及其变形规律的学科，而应变应力则是材料力学中的重要概念。

应变是材料在受到外力作用下产生的形变量，而应力则是材料单位面积上的内力。应变应力的研究对于材料的设计、制造和应用具有重要意义。

应力测试的方法有以下几类：

• 电阻应变测量法：利用电阻应变计测量应力；

• 光弹性方法：利用光的弹性效应测量应力；

• X 射线衍射法：利用 X 光的衍射现象来测量应力；

• 超声法：利用超声波在材料中的传播特性来推断应力状态。

其中电阻应变测量法由于实施简单，成本低廉，距离远等优点，是最广泛的应力测量方法。

 

电阻应变片的基本构造一般由敏感栅、基片、引线、盖片等组成。敏感栅由高电阻系数的细丝弯曲而成栅状，将其用粘合剂固定在基底上，而基片的作用是保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。在测试时，将应变片固定在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，如图三为应变片在金属伸缩时电阻值变化原理。通过一定测量线路将这种电阻变化通过仪表记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。

在电阻测量应变的场景中，直接用万用表配合应变片进行测量无疑是最简单的，但在进行多通道测试时就相对比较吃力，成本较高。因此可以选择使用普源M300矩阵开关系统。

RIGOL-160 路应力测试方案结构图如下。

该系统的主要构成为：

1. DM3068 万用表为测量单元：该设备在 1MΩ 及以下的电阻测量上的精度达到 0.012%，有效确保测试数据的精确性和可靠性；

2. M300+测量板卡：M300 是 RIGOL 推出的数据采集和矩阵开关系统，该设备单机可以配置5块 64 通道单端或者 32 通道差分的通道切换卡，此方案中为了提高精度，采用差分通道测量，单机最多扩展 160 通道；

3. 模拟总线连接器：用于连接 M300 和 DM3068，将 M300 连接的 DUT 直接转接于 DM3068的输入端；

4. 接线盒：用于将 DUT 的测试线连接至 M300 开关卡。

该系统特点

1. 构成简单方便易用

M300 测量系统采用了多种方便多通道测量场景的软硬件设计：接线盒的设计使得工程师在连接 DUT 的时候，可以避免拆卸机器，直接在小小的接线盒中操作，更换线路更加便捷；测试设置中，可以自定义公式，可以直接将测量的应力结果，根据应变计算公式换算为应变值，每个通道设置好后，可以直接复制到其他通道或者整个板卡。

2. 单路成本极低

系统最小配置为 20 通道测量，20 通道增加到 160 通道的每通道扩展成本低于RMB200元，相对于动辄几十万的测量设备而言，几乎可以忽略不计。

3. 数据分析管理方便

系统的所有测试数据均取自于每套系统的单台 DM3068 或者 MC3065 万用表（卡）上，系统标配的软件即可完美的将数据导出并分类分析；对系统做软件二次开发，也只需要最多控制俩台设备，避免因为多设备控制造成的混乱。

审核编辑 黄宇