[实用新型]便携式多量程电阻应变变送器

说明书

技术领域

本实用新型涉及仪器仪表技术，特别涉及一种便携式多量程电阻应变变送器。

背景技术

目前，恒压式静态电阻应变仪已经得到了广泛应用，成为一种最为普遍的应变测量方式，配合各种A/D转换技术及数字采集技术，可以方便的存储显示电阻应变值。但在配合材料实验机应用方面，还存在一些功能的冗余交叠，与实验机量测信号的同步也经常面临困难。

通常在实验过程中需要同步采集载荷、位移、应变等数据，有时还需要同步拍摄照片或记录声发射信号等其它信息。除了特定的引伸计，电阻应变片的量测信号一般不能直接输入到试验机中，因此通常会利用电阻应变仪来记录应变数据。但由于有的试验机没有载荷等信号的输出功能，或者电阻应变仪没有载荷等信号的输入功能。这就使得电阻应变的量测信号不能很好的与载荷等信号同步，需要人工比对两组数据来同步。另外，即便可以将载荷等信号输入到电阻应变仪中，局限于应变仪的功能，往往也不能实时显示试验曲线，更为关键的是不能根据应变信号控制实验过程。因此最佳的解决方案是将电阻应变仪的应变量测信号输入到试验机控制器或控制主机中。许多实验机，特别是高性能的实验机，都会提供多路外部信号的输入接口，可以采集直流电压信号。而目前一些电阻应变仪也提供了输出接口，可以将应变信号以电压信号形式输出到实验机，不过这样一来，应变仪的A/D转换及数显、存储等功能就显得有些多余。所以对于材料实验机，只需一种能将电阻应变信号转化为电压信号的装置，这与各种配合引伸计使用的专用放大板的功能类似。不过不同的是：引伸计中的电桥经过精心设计和严格工艺控制，放大板按此量身定做放大电路，以保证测量信号的稳定可靠；而试验中的电阻应变片可能组成各种形式的桥路，信号强弱与试样变形密切相关，且往往初始桥路是不平衡的。因此在将电阻应变信号转化为电压信号时需要精心设计放大电路及滤波电路。

另外，目前通用的电阻应变仪通常具有较大的量程以满足较大应变的量测需要，这对金属、混凝土等材料基本适用。但对于许多岩石材料，应变往往很小，因此测量误差相对较大。如何更加可靠的实现微小应变信号的精确测量也是一个亟需解决的问题，这就需要通过多级放大电路及调整放大比来实现。在一些电阻应变仪中，因为一般会用到单片机，所以可以选择可编程增益控制放大器，通过程序调节增益来改变放大比以适用于不同量级信号的测量。但对于没有单片机的变送器，就不能通过程序来控制放大比了，需要直接从硬件电路入手来调节放大比以适用于不同的量程。

所以，目前电阻应变仪的问题是存在体积较大，不利于多点分布测量，而且放大倍数单一且偏小，不利于微小应变信号测量等不足。

从实验机技术的发展趋势来看，模块化的架构逐渐成为主流，试验机控制器或控制主机的信号采集部分已逐渐向通用型演化。采集卡插在控制器或控制主机上，用以采集电压或电流信号。各种专用变送器与各种传感器相连将信号传送到采集卡。对于各种基于电阻应变信号的传感器，如大部分载荷传感器、变形引伸计等都可以通过便携式多量程电阻应变变送器将信号输入到采集卡。因此研发设计一种通用的便携式多量程电阻应变变送器具有重要意义，实现对电阻应变片信号的测量，也用于各种基于电阻应变信号的传感器,这有利于设备组件的模块化，为各组件的后期维护提供便利,是便携式多量程电阻应变变送器面临的新的技术课题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种便携式多量程电阻应变变送器，结构简单合理，外形小巧便携，适用于各种电桥连接形式，具有可变量程，可以对不同量级的电阻应变信号进行精确测量，以满足通用性的使用要求。