DH3816(2006A)(常规)使用说明书

1、概述 ............................................................ 1 2、技术指标 ........................................................ 1 3、工作原理 ........................................................ 2 4、数据采集箱的使用方法 ............................................ 4 5、注意事项 ........................................................ 7 6、仪器维护及故障排除 ............................................. 15 7、配套及随机文件 ................................................. 15

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

1、概述：

DH3816静态应变测试系统由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变应力值。广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。若配接适当的应变式传感器, 也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。 特点:

* 数据采集箱与微型计算机通过USB通用串行总线接口进行数据传输; * 通过微型计算机由支持软件完成所有操作功能;

* 计算机自动完成初始值、长导线、灵敏度系数的修正, 方便迅速; * 计算机完成应力计算和多种应变花计算; * 计算机直接打印测量及计算结果; * 自动预调平衡, 自动采样, 定时采样;

* 直流供桥，差动直流放大器完成了低漂移、低噪声、高精度测量; * 中文视窗95/98/NT/2000/XP操作系统下32位采样和分析软件。

2、技术指标：

2.1 测量点数: 每台计算机可控制16台数据采样箱; 每台数据采样箱可测60点; 2.2 采样速度: 60点/秒;

2.3 适用应变计电阻值: 50～10000Ω任意设定; 2.4 应变计灵敏度系数: 1.0～3.0可进行任意修正; 2.5 供桥电压(DC): 2.000V±0.1%; 2.6 测量应变范围:±19999με; 2.7 最高分辨率: 1με;

2.8 系统不确定度: 不大于0.5％±3με; 2.9 零漂: 不大于4με/4h(切换开关前考核);

2.10 自动平衡范围: ±15000με(灵敏度系数K=2,120Ω应变计阻值误差的1.5%);

2.11 长导线电阻修正范围: 0.0～100Ω;

2.12 交流电源: 220V±10％ 50Hz±2％; 2.13 直流电源:

2.13.1 直流电压:20V～32V; 2.13.2 电流:1A;

2.14 仪器功率:30W；

2.15 使用环境: GB6587.1-86-Ⅱ;

2.16 外形尺寸: 450mm×330mm×160mm(宽×深×高)便携机箱。

- 1 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

3、工作原理：

3.1 测量原理: 以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。如图1所示:

图1 测量原理

图中: Rg为测量片电阻, R为固定电阻, KF为低漂移差动放大器增益, 因 Vi=0.25EgKε,

即 Vo=KFVi=0.25KFEgKε,

4Vo所以 ε= (1)

EgKKF式中: Vi为直流电桥的输出电压 Eg为桥压(V)

K为应变计灵敏度系数 ε为输入应变量(με)

Vo为低漂移仪表放大器的输出电压(μV) KF为放大器的增益

当Eg=2V K=2时 ε=Vo/KF(με) 对于1/2桥电路

2Voε= (2)

EgKKF 对于全桥电路 ε=

Vo (3)

EgKKF这样, 测量结果由软件加以修正即可。

3.2 软件功能:本系统的控制软件可以工作于中文视窗95/98/NT/2000/XP操作系统中, 软件实现了文件管理、参数设置、平衡操作、采样控制、数据查询、打印控制等功能。

3.2.1 文件管理：包括打开文件、数据备份、文件删除、数据格式转换等功能。 3.2.1.1 打开文件:选择存有试验数据的文件,打开即可浏览所有采样数据。 3.2.1.2 数据备份：选择“文件”下“另存到”操作,可将数据发送到软盘保存。

- 2 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

3.2.1.3 删除文件：当数据文件不再需要时，为避免占用硬盘存贮空间，可将之永久删除。

3.2.1.4 文本转换：可将本数据文件格式转化为与Word兼容的文本格式，为用户调用数据另作处理提供接口。

3.2.2参数设置:包括装入配置、平衡结果下传、机箱特性设置、测点特性设置、电桥及试件参数设置、应变花设置。

3.2.2.1 装入配置:系统自动保留关机前采集箱设定参数,但当所测参数和以前某一次试验参数相同时,可调入该次实验数据文件中的设置参数,以避免重复输入设置。

3.2.2.2 平衡结果下传：系统在进行平衡操作后自动保存平衡结果数据，当发生突然断电或试验当天不能结束时，可在下次开机后，先查找机箱，再进行平衡结果下传操作，可自动恢复工作机箱状态，保证试验继续进行。

3.2.2.3 机箱特性设置：分别设置各采集箱的起始测点和结束测点，并定义每个采集箱应变测量和温度测量，若采集箱配接热电偶，选择温度测量，输入热电偶的分度号和冷端温度，则系统就可对多点温度进行准确测量。测量结果精度可自定义采样结果的小数点位数。

3.2.2.4 测点特性设置：当配接其它桥式传感器时，可根据传感器的灵敏度对每个测点分别输入修正系数（详见4.3.2），并设置被测物理量的单位，描述设置可输入用户在实际测量中对每一测点的自定义，供在测量中显示及打印输出。设置在紧缩模式下对该机箱所有测点有效，在展开模式下只对选择的测点有效。 3.2.2.5 电桥及试件参数设置：输入应变计电阻、导线电阻、灵敏度系数、桥路方式，实现对测量结果的自动修正。输入被测试件材料的弹性模量和泊松比，供测量结果的修正及应力和应变花计算。

3.2.2.6应变花设置:系统预设了两片直角应变花、三片45°直角应变花、60°等边三角形应变花、伞形应变花、扇形应变花五种常用贴片方法以供选择。 3.2.3 采样控制：包括查找机箱、平衡操作、试采样、单次采样、定时采样、X-Y记录仪。

3.2.3.1 查找机箱：系统将自动查找已经进入系统的工作机箱,以自动设置系统的数据库范围。

3.2.3.2平衡操作: 完成所有工作机箱或单台机箱的自动平衡,显示平衡结果数据, 并在软件设计时, 采用多种方式防止用户的误操作, 以免丢失有用数据。 3.2.3.3 单次采样: 输入自定义的试验状态, 控制系统采样,自动存盘, 并显示当前采样数据。

3.2.3.4 定时采样: 设置采样时间间隔和采样次数,系统将根据要求自动采样。当设置的采样时间间隔小于本仪器采样速率指标时,系统将连续采样。 3.2.3.5 X-Y记录仪:将任意两点的测量数据定义为X轴和Y轴, 边采样边绘制其合成曲线,其它测点则按单点采样的方式直接存硬盘。

3.2.4 显示设置:包括显示方式设置、数据翻屏、删除当前记录、显示采样信息

- 3 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

等功能。

3.2.4.1 显示方式：可设置成显示应变、应力、应变花、X-Y记录仪，在数据查询时可根据采样状态或采样时间信息直接定位到某一次采样数据。双击显示测点列表中某测点，该测点在数据显示和打印时将自动隐藏，但不能改变硬盘内的原始数据。

3.2.4.2 数据翻屏：选择显示前一次数据或后一次数据。

3.2.4.3 删除当前记录：当某次采样数据无效时，可将其从文件中删除。 3.2.4.4 采样信息：可显示机箱的平衡时间、试验第一次采样时间、最后一次采样时间、采样次数等信息。

3.2.5 打印设置：包括打印机设置、打印页面设置、打印输出等功能。

3.2.5.1 打印机设置：当安装了多台打印机时，可根据需要选择当前所使用的打印机，如只安装了一台打印机，则不必设置。

3.2.5.2 打印页面设置：选择在一页纸上的输出表格数、表格格式等。

3.2.5.3 打印输出：选择此操作后即把当前所选择数据或打印页面设置的数据输出到打印机。 3.2.6 其它功能:

3.2.6.1当前有数据显示时,单击鼠标右键,屏上将出现测点编号和测点描述选择以及历史数据显示选择。

a. 测点编号显示:显示的数据按机器定义的测点编号显示;

b. 测点描述显示:显示的数据按3.2.2.4所述用户自定义的测点描述显示; c. 历史数据显示:可显示任一测点平衡操作后,历次采样的数据或曲线。

4、数据采集箱的使用方法：

4.1 数据采集箱的面板功能: 面板如图2所示

A.RS-485扩展口: 为标准九芯插座。

B.USB通用串行总线接口: 为标准USB-B插座。 C.RS-485扩展口: 为标准九芯插座。

D.工作指示: 采样箱工作指示, 采样箱刚开机时不亮, 当采样箱成功完成一次平衡操作后, 指示灯亮, 表示采样箱中已存有平衡数据。

F. 电源开关: 采样箱总电源控制开关, 接通电源、指示灯E亮。 G. 电源输入插座: 220V 50Hz输入端。 H. 外壳接地端。

I. 补偿应变计的连接端子: 在1/4桥公共补偿片测量状态时,连接公共补偿片。

J. 桥臂电阻连接端子: 测量应变计的连接端子。

K. 直流电压输入端。 L. 风扇。

- 4 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

图2 面板图

4.2 系统的连接:• 4.2.1多台使用: 用随机所附的USB电缆将计算机USB接口与机号为1的数据采集箱USB输入口连接, 再用扩展通讯线将其RS－485扩展口和其余采集箱RS－485输入口相连。

4.2.2任何机号数据采集箱均可用USB通讯电缆和计算机连接单独使用（使用USB接口）。

4.3 桥路的连接:

4.3.1 与应变计的连接如表一所示：表一为旧接线图，表二为新接线图。当使用新接线方式时，每个通道只能接一种桥路，不能同时接几种桥路（如1/4桥和全桥不能混接），而旧接线方式中，每个通道可同时接1/4桥和全桥或同时接半桥和全桥。新接线图接法比旧接线图简单，无须焊接短路线，修正及计算新旧接线方式相同。如应变为自补偿（即三根线），接法如表三，桥路方式选“方式二”。

4.3.2 与桥式传感器的连接：桥式传感器内部桥路也包括全桥、半桥以及1／4桥。半桥连接与表一中方式四相同，全桥连接与表一中方式六相同，参数设置时，桥路方式为方式一，导线电阻为0，灵敏度系数为2，桥臂电阻为120Ω，在参数设置的测点特性状态，将测点展开，首先设置被测物理量的单位，再在修正档内输入下式计算值a 。 1

a= ─────── 式中mV/unit为该测点传感器的灵敏度 1000×mV/unit 或 1

a= ─────── 式中με/unit为该测点传感器的灵敏度 με/unit 则采样后，直接显示被测物理量。

- 5 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

4.3.3 热电偶换能器的连接：按图3连接线路（注1/4桥和1/2桥短接片需断开），(测点1为系统零位)视窗9X软件中已包括多种热电偶冷端补偿处理，软件输入热电偶类型和冷端温度，采样后直接显示被测温度。

图3 与热电偶的连接

4.3.4 电压信号的输入：接线图如图4（注1/4桥和1/2桥短接片需断开），参数设置时，桥路方式为方式一，导线电阻为0，灵敏度系数为2，桥臂电阻为120Ω，在参数设置的测点特性状态，将测点展开，将单位设置为mV，修正值0.01,则采样后,直接显示输入电压值（最大测量值为±20mV）。

图4 电压信号的连接

4.4 操作:

4.4.1软件操作: 4.4.1.1 软件安装：

在安装应用软件之前，请先安装DH3816-USB驱动。方法：将软件光盘插入光驱中，再将5m USB电缆插入仪器的USB通讯接口，如果为第一次安装，则系统会提示“找到新硬件”，或者按照“添加新硬件”的提示安装即可。

应用程序安装：双击“我的电脑”图标，指到光驱图标并双击打开光盘目录；打开要安装的文件目录UsbDH3816Setup，双击“setup”图标；按屏幕提示安装

- 6 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

至结束。

4.4.1.2 软件操作(从开始菜单程序中点击3816测量系统): A.查找机箱:直接点击查找机箱图标即可;

B.平衡操作:若不覆盖原文件,则必须要点击“更改┅”，输入自定义文件名，单击“平衡”按钮；若需要显示平衡结果，请点击“显示平衡结果”可选框；若存在不平衡点，在“未平衡测点数”下拉式列表框中显示不平衡点，找出不平衡原因；

C.参数设置:具体操作详见3.2.2,参数重新设置后,必须先平衡操作再采样 否则易出错或造成死机;

D.采样操作:单次采样、定时采样详见3.2.3.3至3.2.3.4;

E.显示结果:具体详见3.2.4;

F.数据处理:文本转换及打印数据详见3.2.1.4及3.2.5。

5、注意事项：

5.1 随时可进行所有USB•通讯电缆的连接，支持热插拔。

5.2在平衡操作过程中,当出现误操作,将有效数据文件覆盖,可用以下方法将其恢复:在数据文件的存放目录下,找到与其对应的BAK文件,将其更名为*.TST即可。 5.3有关导线电阻的说明：

5.3.1 方式一，导线电阻为两根导线之和。

5.3.2 方式二、三、四，将应变计分别用两根导线接至数据采集箱，导线电阻为两根导线电阻之和。若将两组应变计的一端连接成公共线后再引线至数据采集箱，导线电阻为单根导线电阻。

5.3.3方式五、六时导线电阻为两根导线电阻之和。

5.4 所有连线必须牢固可靠, 建议与端子连接用焊锡焊牢。

5.5 接通电源, 系统就可正常工作, 若精确测量, 请预热三十分钟。

5.6 系统必须良好接地, 接地点为电源插座的接地端。系统接地不好,将产生一定的漂移, 稳定度也将受到影响。

5.7 全桥连接时, 交换Vi +和Vi -的连接, 可以改变输出信号的极性。

5.8 每通道各测点所有Rg、Rd及R的对外连接线均应尽量短, 长度也应相等。 5.9 在Win9X/2000/XP环境下，平衡开始前，必须先查找机箱，计算机自动进行设备检测，出现相应的提示框。

5.10 湿度较大的环境下使用本仪器,零漂将明显增加. 5.11 应避免将仪器置于强电场中使用。

5.12 输入、输出电缆线应尽量避免靠近电力线、变压器及其它干扰源。

5.13切勿在过高温度和湿度的条件下使用和存放仪器, 切勿将仪器直接在阳光下曝晒。

5.14采集箱必须放置在合适的位置上使用, 切勿将其倾斜或倒置使用。

5.15对计算机的要求:为提高抗干扰能力,建议使用电磁兼容指标合格的品牌机及正版操作系统软件,否则将可能引起干扰。

5.16 仪器在进入定时采样前，应将操作系统中的屏幕保护程序去掉，即设置为

- 7 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

表一 序号 方 式 一 方 式 二

用 途 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 1/4桥(多通道共用 补偿片) 适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变 半桥（1片工作片, 1 片补偿片） 适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境较恶劣 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 - 8 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

续表一：应变计的连接 序号 方 式 三 方 式 四

用 途 半桥（2片工作片） 适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 泊松比 半桥(2片工作片) 适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 - 9 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

续表一：应变计的连接 序号 方 式 五 方 式 六

用 途 全桥(4片工作片) 适用于只测拉伸压缩的应变 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 泊松比 全桥(4片工作片)适 用于只测弯曲应变 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 - 10 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

表二：应变计的连接 序号 方 式 一 方 式 二

用 途 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 1/4桥(多通道共用 补偿片) 适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变 半桥（1片工作片, 1 片补偿片） 适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境较恶劣 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 - 11 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

续表二：应变计的连接 序号 方 式 三 方 式 四

用 途 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 泊松比 半桥（2片工作片） 适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大 半桥(2片工作片) 适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 - 12 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

续表二：应变计的连接 序号 方 式 五 方 式 六

用 途 全桥(4片工作片) 适用于只测拉伸压缩的应变 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 泊松比 全桥(4片工作片)适 用于只测弯曲应变 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 - 13 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

表三：自补偿应变计（三根线）的连接 序号 方 式 二 用 途 现 场 实 例 与 采 集 箱 的 连 接 输入参数 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 半桥（1片自补偿工 作片）适用于测量简 单拉伸压缩或弯曲 应变,环境温度变化 较大 注：老接法 灵敏度系数 导线电阻 应变计电阻 方 式 二

半桥（1片自补偿工 作片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大 注：新接法 - 14 -

DH3816静态应变测试系统 使用说明书

“无”。同时应避免计算机进入睡眠状态和节电模式。

6、仪器维护及故障排除：

6.1 仪器的维护:

6.1.1 本仪器是Ⅱ组仪器, 属于通用仪器, 若在超过环境规定条件的现场使用, 应注意避免酸、碱、盐、雾、雨淋及过强的幅射场、电场、磁场。 6.1.2 电源电压必须在220V±10％, 50Hz±2％内。

6.1.3 存放时, 应将仪器盖好, 防止灰尘污染, 以减小接线柱及插座的接触电阻, 若一旦污染, 应根据污染性质选择适当的溶剂(•如无水乙醇、乙醚、四醚化碳等), 以白绸布蘸少许将污物擦净。 6.2 故障的排除:

6.2.1 未能检测到存在的数据采集箱。 6.2.1.1 数据采集箱电源未打开。

6.2.1.2 USB电缆未接、短路、断路或接触不良。 6.2.1.3 驱动没有安装，请安装驱动。

6.2.1.4 在以上三种情况确定无误的情况下，请重新启动计算机。 6.2.2 平衡未成功:

6.2.2.1 应变计电阻误差偏大 6.2.2.2 连接导线长度不等 6.2.2.3 接触不良

6.2.3 测量结果不稳定及漂移偏大 6.2.3.1 未能良好接地 6.2.3.2 电源电压超范围 6.2.3.3 周围存在强干扰源 6.2.3.4 桥臂电阻不稳定

6.2.4 一般来讲, 仪器在设计和制造中已充分考虑能够提供用户多年的无故障运行, 若出现影响其正常功能的故障时, 请首先考虑其外部原因, 如上所述。然而一旦出现元件的早期失效, 就应切断电源, 以防止故障进一步扩大而损坏仪器, 若故障一时无法排除, 请立即与本公司取得联系,以免影响您的工作。

7、配套及随机文件：

7.1 3816静态应变测试系统 1台 7.2 3816软件安装光盘 1份 7.3 USB通讯电缆(5米) 1根 7.4 电源电缆线 1根 7.5 使用说明书 1份 7.6 产品合格证 1份 7.7 1A保险丝 2只

(具体品种数量以货物装箱清单为准)

- 15 -