动态电子应变仪及动态数据采集分析系统的使用
4-6 动态应变测量详解
1t 1 cos2f1t 1
当n=2时， 称为二次谐波，二次谐波的频率为 2 f。1
2t 2 cos 2 2 f1 t 2
复杂周期性应变的振幅----频率图，又称为频谱图。它清楚地表示出 了复杂周期性应变中各分量的频率和振幅，由于谐波分量只是在分散 了的特定频率上才出现，所以这样的频谱图又称为离散图。
Prob t P P lim T
T T
——瞬时值落入， 区间的概率值。
将该值除以幅值间隔 ， 并且在 时取0极限，
其商的含义自然是密度，p定 义为幅值概率密度。
p
lim
0
P
P
dP
d
lim
0
1
Tlim
T T
3、自相关函数
描述了随机记录 t在时间域上的统计特征。
2 f , f lim 1 T 2 t, f , f dt T T 0
t, f , f —— t 在 f，f f 频率范围内的部分
当f 时0，均方值 2 的f，极限f即 定义为
随机数据 的t 功率谱密度函数，用 G表 f示 。
G f lim 2 f , f lim 1
在振幅坐标轴上的线段则表示频率为零，幅值为 0的静态分量。 图中垂直线段表示频率为 fi ，振幅为 i 的第 i 次谐波分量。
在实际分析中，一般测量时可得到复杂周期性应变谐波， 随着谐波次数的增高，其幅值总是越来越小，故在实际 分析中常把高次谐波分量略去，只计最低的有限几次。
常应变
简单周期应变
二、非周期性应变 1、准周期性应变
（5）当 时，自相关函数的正平方根等于
的均t值 。
R lim 1 T T
XL2102系列动态电阻应变仪使用方法(秦皇岛协力科技).
XL2102系列动态电阻应变仪一、概述在研究结构或材料的应力时，不可避免的要使用到电阻应变仪。
电阻应变仪是测量结构及材料在载荷作用下变形的应力分析仪器。
使用应变仪将被测应变（一般几个微应变至几千微应变之间）转换成电阻率变化进行测量，最后用应变的标度显示出来。
应变仪按频率响应范围可分为静态应变仪、静动态应变仪、动态应变仪和超动态应变仪。
其中静态电阻应变仪和动态电阻应变仪应用较多。
静态电阻应变仪用电学方法测量不随时间变化或变化极为缓慢的静态应变，测量应变频率范围10Hz 以内的静载应变。
动态电阻应变仪应用于测量随时间变化的动态应变, 其工作频率一般在10kHz 以下。
超动态电阻应变仪多应用于测量爆炸，高速冲击等瞬态应变测量, 其工作频率一般在10kHz 以上。
动静态电阻应变仪实质上还是一款静态应变仪，只是兼做较低频率的单点动态应变测量，测量应变一般是静态或频率在200Hz 以内的动态应变。
二、电阻应变仪基本工作原理电阻应变片作为电阻应变仪使用的测量用敏感元件，本身就是一个电阻式传感器，以本身的电阻变化来反映需要测量的机械应变，然后通过应变仪以应变大小的电信号显示出来。
电阻应变仪的基本电路包括电桥电路、放大器、功率放大器、低通滤波器和稳压电源等电路。
应变仪的功能：1）将应变片引进的相对电阻变化准确的变成电信号；2）将电信号进行放大；3）将放大后的电信号按应变量显示或指示出来。
动态应变仪电路组成及使用以我公司生产的XL2102系列动态电阻应变仪中XL2102A 动态电阻应变仪为例进行介绍。
动态应变仪由测量电桥、标定电路、放大器、滤波器等基本电路组成。
三、XL2102A 动态电阻应变仪介绍3.1 XL2102A动态应变仪性能特点XL 2102A型动态电阻应变仪采用MCU 控制桥路自动平衡，调零精度高，重复性好，可实现零点永久保存；四档直流供桥电压，测量范围宽、频响高。
XL2102A 型动态应变仪可广泛应用于土木工程、桥梁、机械结构的实验应力分析，结构及材料任意点变形的应力分析。
生物组织动态应变测量系统操作流程
生物组织动态应变测量系统操作流程设备简介这个设备是测表面位移。
摄像系统有定焦距和变焦距，定焦距有50和70。
摄像设备可以自己根据自己的需求更换。
设备操作流程打开设备后最好让设备预热一个半小时，这样才稳定（主讲人亲自多次实验总结）。
尽量保证环境光照稳定。
1 制作试件首先保证试件表面不能反光。
在试件表面制作散斑，制作散斑时要求散斑大小、位置和密度都要随机离散分布。
并且要求散斑和试件有强烈的对比色差。
比如试件为白色那散斑就为黑色。
散斑可以用油漆喷也可以用比点。
2 把试件放在操作台上，打开VIC系统，设置好保存路径3 调节相机调节相机的焦距和距离以及光圈的大小以保证试件能呈现出清晰的图像，刚开始调节的时候把亮度调得高一些，调好了一定要让图像变暗，这样才能得到好的灰度值。
调节好后拿走试件。
4 标定相机根据自己要看的区域大小选择自己的标定板，也可以自己制作。
原则是标定板一定要比选择区域小，但是也不能小太多。
把标定板放在操作台上，随意移动，采集20到30 副清晰的图像。
然后打开VIC2D/3D系统（要用哪个就打开哪个），选取刚刚采集好的图像（一个有排列阵点的图标），选择游标卡尺（长得像卡尺的黑色图标）。
然后系统就会自动计算，要保证误差在0.05以下，如果有超过的就把超过的删除然后再重新计算，直到合格为止。
如果出现为140 0 这样的数据，说明刚刚采集的图像不能用，更应该删除。
然后重新选择游标卡尺计算。
5 采集试件试验图返回相机采集软件，把试件安装好，在测量应变前，拍一张图，这是基准。
再采集试验中的图。
6 结果图回到计算软件，选取刚刚采集好的试件图像（阵点图标前面一个图标），然后选取一个区域，再标定一个点，再确定网格大小，然后运行。
（这些都是点图标，文字不好描述）。
动态应变的测量
周期性动态应变
• 一个复杂周期性应变可用富里叶级数表示：
(t) 0 n cos(2nf1t n )(n 1,2,3,...)
n 1
• 一个复杂周期性应变可看成由一个静态分 量 和无限个谐波的余弦分量组成
瞬变性应变(冲击)
动态应变测量中的干扰与防干扰措施
• • • • • • • 干扰的分类及特点 1、电磁干扰 ①工频干扰； ②无线电干扰 2、静电干扰 3、地电压、地电流的干扰 4、测量仪器之间的干扰 抑制干扰的措施
与静态相比,动态测量的特点
• 基本原理相同 • 粘贴技术/温度补偿/防潮处理/对导线的处理和接 桥方法相同 • 构造与记录不同:动态应变仪是多通道,每一通道 独立. • 动态测量仪器的选用,应根据被测信号的类型/特 点/测量要求 • 除爆炸/高速冲击外,对于10KHZ以下的动应变,可 以采用动态电阻应变仪 • 需要标定
t
0sind 0 sin t
sin
• 平均应变与应变片中点应变的相对误差为： • e=(t-a)/ t=1-sin/=2/6
1 L 2 1 Lf 2 e ( ) ( ) 6 6 V
选择应变片标距 L 的公式即为
V L f
6e
• 例如 L=5mm V =5000m/s (Steel ) f=55000Hz
2x为应变波长vf速度v栅长方向x正弦应变波频率f某一时刻t的应变分布应变设定时间t应变波沿构件表面的分布等于横坐标从之间应变波曲线之下的面积除以应变片栅长2sinsin例如l5mm5000mssteelf55000hze05选择应变片标距l的公式即为动应变测量需解决的问题波形分析频率和应变大小的测定010khz磁带记录仪05khz光线示波器频谱分析仪动态数据采集分析系统080hz笔录式记录器储存示波器动态测量的仪器系统静动态应变仪0200hz动态应变仪010khz超动态应变仪200khz应变片只需要测量动态应变在某一频带中的谐波分量时选用相应频带的带通滤波器只需要测量低于某一频率的谐波分量时选用相应截至频率的低通滤波器1电标定
DEWE-50-FW-16动态数据采集仪操作规程
DEWE-50-FW-16动态数据采集仪操作规程
1．根据实测的需要在桥体相应的位置上布置测点。
2．在布置传感器时要保证传感器与桥体连接紧密。
3．连接各传感器的电缆线以及放大器和数据采集仪、数据采集仪和计算机之间的连接线和数据线是否良好。
4．仪器连接方式采用：速度和位移传感器（输出电压的传感器）放大器数据采集仪笔记本电脑。
5．检查电源电压是否符合要求，放大器和数据采集仪地线连接是否良好6．接通电源并开启仪器及笔记本电脑，打开Dasylab软件。
7．Dasylab软件中，载入动载数据采集模板。
建立新文件“设定采样文件名”，然后在选定的目录下直接写入文件名。
8．在模板中分别对采集通道数，高低通上限，采集方式等数据参数进行设置。
9．运行控制。
运行控制用于发出采样指令和停止采样，在快捷键区有两个控制采集的快捷键。
采样准备工作完成之后，点击开始采集键，则开始采样；点击停止采集键，则停止采样。
10．此次数据采集完毕后，更改文件名称，准备下一次数据采集。
TST3826F-H动静态应变测试分析系统使用说明书
功能 显示当前工程路径和名称
软件所有功能菜单 软件常用快捷操作按钮
选择通讯连接方式 启动采样，平衡清零。 以曲线形式显示数据的形式
设置工程参数 设置通道的参数，测量类型
序号 1 2
3 4 5
三、系统安装与连接.............................................................................................................. 8 3.1 用网线连接仪器和计算机........................................................................................ 8 3.2 计算机 IP 设置 ........................................................................................................... 9 3.3 软件安装.................................................................................................................. 10 3.4 防火墙设置............................................................................................................... 13
TST3826F-H 动静态应变测试分析系统
使用说明书
江苏泰斯特电子设备制造有限公司
目录
JM3840动静态应变测试分析系统(动静态应变仪准动
JM3840动静态应变测试分析系统(动静态应变仪准动该系统采用先进的传感器和控制技术，具有高精度和高稳定性。
它可以测量材料在动态和静态加载下的应变，并可以精确地测量材料在不同应变速率下的力学性能。
该系统适用于各种材料的应变测试，包括金属、塑料、陶瓷、复合材料等。
1.动态应变测试功能：该系统可以模拟真实工况下的动态应变，对材料在高速加载下的力学性能进行评估。
它可以进行高速冲击测试、高频振动测试等，用于评估材料的抗冲击和抗振动性能。
2.静态应变测试功能：该系统可以对材料在静态加载下的应变进行测试和分析。
通过静态应变测试，可以评估材料的静态强度、断裂韧性等力学性能。
3.应变速率控制功能：该系统可以精确地控制应变速率，适用于不同应变速率下的力学性能评估。
用户可以根据实际需要，设定不同的应变速率进行测试。
4.数据采集和分析功能：该系统可以对测试数据进行实时采集和分析，包括应变曲线、力曲线等。
测试结果可以以图表形式显示，方便用户进行数据分析和比较。
5.高精度和高稳定性：该系统采用先进的传感器和控制技术，具有高精度和高稳定性。
它可以实时监测应变和力的变化，保证测试结果的准确性和可靠性。
6.简便易用：该系统操作简单，用户只需设定测试参数，即可开始测试。
系统具有友好的用户界面和操作指导，方便用户进行操作。
7.多种测试模式：该系统具有多种测试模式，满足不同测试需求。
用户可以选择静态测试模式、动态测试模式、疲劳测试模式等，进行不同类型的应变测试和分析。
综上所述，JM3840动静态应变测试分析系统是一种先进的材料测试设备，具有动态和静态应变测试的功能，可以对材料在不同应变速率下的力学性能进行评估和分析。
该系统具有高精度、高稳定性、简便易用等特点，适用于各种材料力学性能的研究和应用。
中国建筑科学研究院 WDAS-D 动态采集仪 使用说明
中国建筑科学研究院 建筑工程检测中心W D A S-D 动态采集仪使用说明编写：王海渊 版本：V1 时间：2009.121.硬件构成WDAS-D动态采集仪每台为8通道，如图1.1所示，每通道可单独由上位机配置为接MBA加速度、应变、ICP加速度及压电加速度传感器，分别由每通道下方的1、2、3、4 四个LED指示，如图1.2所示。
18001/18002为标准配置（MBA加速度）+应变模块。
AC指示灯用于指示上位机是否开启交/直流（AC）模式。
图1.1W D A S-D面板图1.2通道指示灯面板右上方增加以太网指示灯如图1.3所示，LINK表明亮网络连接，ACT闪亮表明有数据收发。
图1.3以太网连接指示2.软件操作2.1系统连接WDAS-D支持局域无线、USB和以太网3种系统连接方式，如图2.1所示。
图2.1WDAS-D系统连接方式局域无线：设置如图2.1所示，如WDAS-R与WDAS-D直接距离大于5m，应将发射功率选择为正常。
以太网：设置如图2.1所示，其中IP地址可设置为：192.168.0.XXX，同时上级节点选择“主机”。
系统连接操作如图2.2，选择执行64位指令系统，上位机IP地址应与图2.2软件显示设置相匹配，点击“TCP/IP连接”即可。
图2.2系统连接操作2.2A D采样控制WDAS-D最高可支持8通道1k采样速率，但高采样速率对采样重复次数有限制，如图2.3设置太多采样次数，有对话框弹出提示。
图2.3A D采样控制界面2.3A D通道控制AD通道控制界面如图2.4所示。
传感器选择：18001/18002可选择DC（MBA加速度）和电阻应变两种传感器类型。
图2.4A D通道控制界面更换传感器时，应先拆下现有传感器，然后通过软件选择欲安装传感器。
更新后，需当仪器面板指示灯改变，再接入传感器。
增益选择：增益栏用于选择调理模块的放大倍数(可选0.5、1、5、10、50、100、500、10008档)，调节增益时请随时观察当前电压值，防止电压超出AD量程（+/-5V），本系统量程为+/-10V，如信号电压大于+/5V，请调节增益为0.5。
动态力学分析仪使用方法说明书
动态力学分析仪使用方法说明书一、前言动态力学分析仪是一种用于测试物体在受力作用下的动态响应的仪器。
本使用方法说明书旨在介绍动态力学分析仪的正确使用方法，以帮助用户有效地进行实验和分析。
二、仪器概述动态力学分析仪由以下几个主要部分组成：1. 控制系统：负责对实验参数进行设置、数据采集和信号处理。
2. 传感器系统：用于采集被测物体在受力作用下的位移、速度和加速度数据。
3. 信号处理单元：用于对传感器采集到的数据进行滤波、运算和分析。
4. 显示和输出系统：将分析后的结果以图表或文字的形式进行显示和输出。
三、准备工作在使用动态力学分析仪之前，需要完成以下准备工作：1. 确保动态力学分析仪已经正确连接至电源，并处于工作状态。
2. 确保传感器已经正确连接至被测物体，并调整到合适的位置。
3. 在控制系统中设置实验参数，包括采样频率、采样点数等。
四、实验步骤1. 启动动态力学分析仪控制系统，并进入实验界面。
2. 设置实验参数，如采样频率、采样时长等。
根据需要，可以选择不同的采样参数进行多组实验。
3. 在控制系统中选择相应的实验模式，如冲击响应、连续振动等。
4. 点击“开始实验”按钮，仪器将开始采集数据。
5. 在实验过程中，观察被测物体的动态响应情况，并确保传感器采集到的数据稳定和准确。
6. 实验结束后，停止数据采集，并保存实验数据。
7. 利用信号处理单元对采集到的数据进行滤波、运算和分析，获取相应的动态力学参数。
8. 根据实验结果进行分析和讨论，得出相应的结论。
五、注意事项1. 在使用动态力学分析仪进行实验时，应严格按照操作步骤进行，确保实验的准确性和可靠性。
2. 在连接传感器时，需保证传感器与被测物体之间的连接牢固可靠，并避免产生额外的振动干扰。
3. 在进行实验过程中，应注意实验环境的稳定性，避免外界干扰对实验结果产生影响。
4. 实验结束后，应及时清理和维护动态力学分析仪，确保其正常工作和延长使用寿命。
六、故障排除在使用过程中，可能会遇到一些故障或问题，以下为常见问题及解决方法：1. 无法启动：检查电源连接是否正常，是否有电流输出，确保控制系统处于正常工作状态。
《动态应变测量》课件
通过测量电阻值的变化，可以推 算出物体的应变值。
应变计的分类与选择
应变计按测量原理可分为电阻应 变计和电容应变计等。
应变计按温度特性可分为常温应 变计、高温应变计和低温应变计
等。
选择应变计时应考虑测量范围、 灵敏度、线性度、稳定性、耐久 性以及环境因素（如温度、湿度
、压力等）的影响。
03
动态应变测量的实施方法
06
动态应变测量的未来发展与挑战
新型应变计的研发与应用
新型光纤应变计
利用光纤技术的优势，具有高灵 敏度、抗电磁干扰、远距离传输 等特点，适用于复杂环境和大型 结构的动态应变测量。
压电薄膜应变计
利用压电效应，具有响应速度快 、测量范围广、稳定性高等优点 ，适用于高速动态应变测量和微 小应变测量。
柔性可穿戴应变计
结合柔性电子技术，可穿戴在人 体表面，实时监测人体动态应变 ，为生物医学研究和运动科学提 供有力支持。
动态应变测量技术的发展趋势
智能化
结合人工智能和机器学习技术，实现动态应变测量数据的自动处理 、分析和预测，提高测量效率和准确性。
无线化
摆脱传统有线连接方式，利用无线传输技术，实现动态应变测量数 据的实时传输和处理，提高测量的便捷性和灵活性。
数据处理软件
用于对采集到的应变数据 进行处理、分析和可视化 ，方便用户理解和应用。
04
动态应变测量的实验技术
实验设备与实验环境
实验设备
动态应变仪、试样、夹具、数据 采集系统等。
实验环境
实验室环境，确保室内温度、湿 度和电源稳定。
实验步骤与实验方法
实验步骤 准备试样，安装夹具； 将试样连接到动态应变仪；
02
动态应变测量的基本原理
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动态应变采集实验（DH5923）
学院：土木工程
班级：
小组成员：
指导老师:
实验报告（二）动态应变采集实验（DH5923）
一、试验目的
1.掌握动态电阻应变仪的使用方法;
2.学习动态数据采集分析系统的使用方法.
因为此实验能让我们了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，从而判断桥梁结构的安全承载能力及评价桥梁的营运质量，有助于发现桥梁结构隐蔽病害，检验桥梁结构的设计与施工质量，可确定桥结构的实际承载能力，为制定桥梁加固或改建技术方案提供依据。
二、试验仪器设备及解析
1.动态电阻应变仪DH-5923;
2.数据采集分析系统(电子计算机);
3.位移计;
4.贴好应变片的等强度梁.
动态电阻应变仪应用于测量随时间变化的动态应变,其工作频率一般在5千赫以下.它由测量电桥,放大器和滤波器等组成.
为了同时测量多个动态应变的信号,应变仪一般有多个通道,每个通道测量一个动态应变信号. 动态应变是随时间而变化的,须将应变的动态过程记录下来,因此动态应变仪要与记录器配套使用,记录结果可直接反映被测应变信号的大小和变化.
采集分析系统的使用
位移传感器(电测百分表):
⑴构造组成:百分表里装有一个悬臂梁,悬臂梁端部通过弹簧挂在百分表限位螺栓上,根部用螺丝固定在表座上.悬臂梁正反面均贴有应变片,组成惠斯登电桥.从而将百分表的位移参量转化成电参量.
⑵优点:运用灵活,可直接读数;将将位移参量转化成电参量,有利于利用电子
计算机.
三、基本原理
根据应变片可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化的工作原理，利用电桥输出模拟应变片微小电阻变化的电信号――输出电压，从而确定试件的在一定载荷下的应变。
本实验根据此基本原理测定等强度梁在周期载荷作用下的动应变。
四、 本实验软件的使用说明
1. 打开动态信号测试分析系统软件。
界面如图1-1：
图1图2
2.首先对数据采集参数进行设置。
点击菜单项“查看/系统参数栏”，则打开系统参数设
置窗口，一般位于主窗口的最左边。
如上图2-1:
3.运行参数的设置。
选择菜单项“设置/运行参数”弹出“运行参数选择”窗口进行参数
设置。
如图：
4.通道参数的设置。
“通道参数”用来控制各个通道的数据采集。
选择菜单项“查看/通道
参数栏”即可打开或关闭“通道参数栏”它一般位于程序主窗口的最下部。
通道参数栏包含四个设置页面，分别为“普通参数”、“触发参数”、“模态信息”、“标定信息”、“通道参数”。
本实验通道参数设置可参考通道1-1的设置；
图3
5.新建绘图窗口。
选择菜单项“窗口/新建窗口”打开一个新的绘图窗口，系统会为该窗
口设置一个默认的显示通道。
如果不是用户希望该窗口要显示的，则可以通过“信号选择”来选择显示通道；
6.在绘图窗口单击右键选择“信号选择”弹出窗口如图。
选择需要观察的通道，双击即
进入已选信号，在已选信号中双击已选通道将从列表中删除；
图4
7.采样前的准备―――平衡与清零。
正式开始采样前，一般需要对通道（主要是进行应
力应变测量的通道）进行平衡。
可以通过控制工具栏上的平衡按钮和清零按钮来实现。
8.采样。
完成前面的工作以后，点击控制工具栏上的“启动采样”按钮，即可开始采样。
9.保存测试数据。
当采样结束，需要保存该测试项目的数据时，选择菜单项“文件/保存”
即可保存当前测试数据。
五、试验步骤
1.安装试件;
2.安装位移传感器,粘贴应变片;
3.将应变片,位移传感器与动态电阻应变仪的桥盒连接;
4.确定应变仪的量程;
5.利用砝码对动态应变仪进行标定(加荷载,记下相应的应变值和挠度值);
6.加载并记录曲线.
7.把t -ε曲线转化成时间-挠度曲线
六、数据处理
1、标定值的计算；
实验构件加载前的初始绕度值mm l 750=，实验构件加载后相应的绕度值
mm l 1241=。
则加载前后的绕度变化值为mm l l l 497512401=-=-=∆。
实验构件加载前的应变值4.00-=ε，加载后的应变值1.121=ε。
则可以知道加载前后的应变变化值为8.12)4.0(4.1201=--=-=∆εεε所以标定为
138.4)
0.1(2.116485=--=∆∆=
ξξl
2、采集数据，生成数据文件（部分如下） 时间(s) 10:12:02 : 000 10:12:02 : 000 10:12:02 : 000 10:12:02 : 000 10:12:02 : 000 10:12:02 : 000 应变 -0.00426 -0.00236 -0.00338 -0.00378 -0.0034 -0.00361
3、进行数据分析，绘制应变与挠度曲线
4,对试验结果进行分析
通过对实验对象的逐级加载获得的数据分析，可以得出，时间与应变和挠度成正比例关系，时间越长应变和挠度越大，而应变越大，挠度也越大。