电子说
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
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