多通道應(yīng)力測(cè)量系統(tǒng)

材料力學(xué)是研究材料力學(xué)性能及其變形規(guī)律的學(xué)科，而應(yīng)變應(yīng)力則是材料力學(xué)中的重要概念。

應(yīng)變是材料在受到外力作用下產(chǎn)生的形變量，而應(yīng)力則是材料單位面積上的內(nèi)力。應(yīng)變應(yīng)力的研究對(duì)于材料的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用具有重要意義。

應(yīng)力測(cè)試的方法有以下幾類：

? 電阻應(yīng)變測(cè)量法：利用電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量應(yīng)力；

? 光彈性方法：利用光的彈性效應(yīng)測(cè)量應(yīng)力；

? X 射線衍射法：利用 X 光的衍射現(xiàn)象來(lái)測(cè)量應(yīng)力；

? 超聲法：利用超聲波在材料中的傳播特性來(lái)推斷應(yīng)力狀態(tài)。

其中電阻應(yīng)變測(cè)量法由于實(shí)施簡(jiǎn)單，成本低廉，距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是最廣泛的應(yīng)力測(cè)量方法。

電阻應(yīng)變片的基本構(gòu)造一般由敏感柵、基片、引線、蓋片等組成。敏感柵由高電阻系數(shù)的細(xì)絲彎曲而成柵狀，將其用粘合劑固定在基底上，而基片的作用是保證將構(gòu)件上應(yīng)變準(zhǔn)確地傳遞到敏感柵上去。在測(cè)試時(shí)，將應(yīng)變片固定在被測(cè)試件的表面上，隨著試件受力變形，應(yīng)變片的敏感柵也獲得同樣的變形，從而使其電阻隨之發(fā)生變化，如圖三為應(yīng)變片在金屬伸縮時(shí)電阻值變化原理。通過(guò)一定測(cè)量線路將這種電阻變化通過(guò)儀表記錄下來(lái)，就能知道被測(cè)試件應(yīng)變量的大小。

在電阻測(cè)量應(yīng)變的場(chǎng)景中，直接用萬(wàn)用表配合應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量無(wú)疑是最簡(jiǎn)單的，但在進(jìn)行多通道測(cè)試時(shí)就相對(duì)比較吃力，成本較高。因此可以選擇使用普源M300矩陣開(kāi)關(guān)系統(tǒng)。

RIGOL-160 路應(yīng)力測(cè)試方案結(jié)構(gòu)圖如下。

該系統(tǒng)的主要構(gòu)成為：

1. DM3068 萬(wàn)用表為測(cè)量單元：該設(shè)備在 1MΩ 及以下的電阻測(cè)量上的精度達(dá)到 0.012%，有效確保測(cè)試數(shù)據(jù)的精確性和可靠性；

2. M300+測(cè)量板卡：M300 是 RIGOL 推出的數(shù)據(jù)采集和矩陣開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，該設(shè)備單機(jī)可以配置5塊 64 通道單端或者 32 通道差分的通道切換卡，此方案中為了提高精度，采用差分通道測(cè)量，單機(jī)最多擴(kuò)展 160 通道；

3. 模擬總線連接器：用于連接 M300 和 DM3068，將 M300 連接的 DUT 直接轉(zhuǎn)接于 DM3068的輸入端；

4. 接線盒：用于將 DUT 的測(cè)試線連接至 M300 開(kāi)關(guān)卡。

該系統(tǒng)特點(diǎn)

1. 構(gòu)成簡(jiǎn)單方便易用

M300 測(cè)量系統(tǒng)采用了多種方便多通道測(cè)量場(chǎng)景的軟硬件設(shè)計(jì)：接線盒的設(shè)計(jì)使得工程師在連接 DUT 的時(shí)候，可以避免拆卸機(jī)器，直接在小小的接線盒中操作，更換線路更加便捷；測(cè)試設(shè)置中，可以自定義公式，可以直接將測(cè)量的應(yīng)力結(jié)果，根據(jù)應(yīng)變計(jì)算公式換算為應(yīng)變值，每個(gè)通道設(shè)置好后，可以直接復(fù)制到其他通道或者整個(gè)板卡。

2. 單路成本極低

系統(tǒng)最小配置為 20 通道測(cè)量，20 通道增加到 160 通道的每通道擴(kuò)展成本低于RMB200元，相對(duì)于動(dòng)輒幾十萬(wàn)的測(cè)量設(shè)備而言，幾乎可以忽略不計(jì)。

3. 數(shù)據(jù)分析管理方便

系統(tǒng)的所有測(cè)試數(shù)據(jù)均取自于每套系統(tǒng)的單臺(tái) DM3068 或者 MC3065 萬(wàn)用表（卡）上，系統(tǒng)標(biāo)配的軟件即可完美的將數(shù)據(jù)導(dǎo)出并分類分析；對(duì)系統(tǒng)做軟件二次開(kāi)發(fā)，也只需要最多控制倆臺(tái)設(shè)備，避免因?yàn)槎嘣O(shè)備控制造成的混亂。

審核編輯 黃宇