基于结构强度试验的信号检测技术

热电偶在结构强度试验中，对于称重试件、悬挂试验（无载荷）、监测充气压力反馈值、简单的应变/位移测量和热电偶温度检测，也采用大型控制系统设备、测量设备等相关设备为了节约成本，提高效率，开发了基于结构强度试验的信号检测技术该技术可以缩短测量试件所需的信号时间，为测试人员测量信号提供方便。

 

1简介

在结构强度试验过程中，还采用大型控制系统设备、测量设备等相关设备对试件进行称重、悬挂试验（无载荷）、监测充气压力反馈值。简单的应变/位移测量和热电偶温度检测。为了节约成本，提高效率，研制了一种新型的信号测量设备。信号测量技术还可以测量电压（毫伏级）、电流（毫安级）等类型的数据。市场上使用的数字式万用表，电压、电流测量方便，但由于没有放大电路，电压（mv级）和电流（MA级）测量精度较低如果我们增加安捷伦和福禄克仪表的显示数量，它们价格昂贵，而且数字万用表不能测量温度、应变等类型的数据。因此，有必要研制一种体积小、携带方便、测量准确的信号测量装置该装置研制成功后，已应用于结构强度试验的各种信号测量中，取得了良好的效果。

 

2热电偶基本原理

该技术能正确测量各种物理量，保证测量精度为了实现这一目标，必须有相应的耐磨热电偶，能够将耐磨热电偶的输出信号转换为物理量的探测器，以及能够正确显示物理量的数据处理这种转换可以通过选择AL808调节器来实现。一般来说，耐磨热电偶没有电源，所以探测器需要提供一个能够满足耐磨热电偶正常工作的桥压。桥压的准确度对检测非常重要，检测精度必须在0.1%-0.3%之间，检测技术还应包括抗干扰能力和信号校正等特性探测器按技术规范设计。

 

3电路设计及组成

3.1电路设计

由于工作环境的特殊性，设计理念力求稳定、可靠、耐用、免维护图1为探测器电路设计图，包括探测器信号输入插座、AL808调节器、电池模块、换向开关、选择开关、电源开关、限流电阻、电位器、电池模块和电池。电池模块由电池供电，两个电池模块分别连接到al808调节器的中和插座和限流电阻上，通过选择开关的不同切换检测到不同的信号

 

3.2电路组成

选择符合电路设计要求的元器件，包括以下几个部分：

（1）6孔插座，在测量不同类型的数值（力值、应变、热电偶、电压、电流等）时，选择不同的插座进行信号输入/输出。（2）转换开关k3，扩大仪器显示范围，正常情况下显示-1999至9999。增加转换开关后，显示范围为±9999。如果输入信号为正，则接2至1，5至4测量；如果输入信号为负，则接2至3，5至6测量

（3）AL808调节器，通过测试不同类型的物体，输入设定参数

显示待测物体的值，并增加/减小闪烁数码管的值

参照装置说明书。

（4）df512s5电池模块，为电位计提供5V电压

（5）限流电阻R，电阻值20KΩ，控制电流在0~20mA范围内。

（6）选择开关K2，测量力耐磨热电偶、应变片、磁场强度耐磨热电偶时，开关K2需要闭合，进行调零；测量电流、电压、温度未调零时，开关K2需要断开

（7）电位器，调节电压（包括直流电压和信号电压）和电流。

（8）检测孔，用于检测输入信号是否超出设定的信号范围，用万用表跟踪检测是否超出范围整个控制电路的设计采用了元件种类最少、元件数量最少、元件布局最合理、结构清晰、整机重量轻、节省空间、实现了优化方案。

 

4信号检测

根据不同的耐磨热电偶，需要设置相应的参数，检测器直接显示相应的物理量智能数显的主要参数包括：输入信号类型、输入信号范围、输入信号上下限、主输入水平位移修正值、小数点位置、滤波系数等

 

（1）热电偶检测温度

将热电偶插入1-2位，1-5个6孔插座1-2位通过换向开关2-1至2-2与al808调节器19位连接，1-5位通过换向开关2-4至2-5与al808调节器18位连接，测量温度显示在al808调节器上，显示范围为-100.0~800.0℃，测量精度为±0.2%

 

（2）热电偶检测温度

选择6孔插座的1-2、1-5、1-6位，1-2位通过换向开关2-1至2-2连接到AL808调节器的19位，1-5位通过换向开关2-4至2-5连接到AL808调节器的18位，第1-6位直接与AL808调节器第20位相连，显示范围-199.9℃~600℃，测量精度±0.2%。

 

（3）磁探头检测磁场强度

将磁耐磨热电偶的电桥电压和输出位置分别连接到探测器6孔插座的1-1、1-3和1-4位置，形成测量磁场强度的差动电路。

（a）测量S极换向开关K3的2-1和2-2、2-4和2-5导通；

（b）测量N极换向开关K3的2-2和2-3导通、2-5和2-6导通；关闭选择开关K2，通过电位器上的旋钮将耐磨热电偶归零，然后测量极值用高精度高斯计校准显示范围0~50.00mt（s，n）；

 

（4）力值耐磨热电偶测量力值

将耐磨热电偶连接到6孔插座的1-1、1-2、1-4、1-5位置其中1-1+、1-4-）接耐磨热电偶正负桥压线，1-2+、1-5-）接耐磨热电偶正负反馈信号线。

（5）测量拉力

换向开关K3的2-1、2-2、2-4、2-5接通，耐磨热电偶的反馈信号通过换向开关送至AL808调节器，选择开关K2闭合，然后，电位器的第7-1位和第7-3位通过选择开关连接到al808调节器的第19位和第18位

 

（6）测量压力换向开关K3的2-2和2-3导通、2-5和2-6导通耐磨热电偶的反馈信号通过换向开关送至AL808调节器，选择开关K2闭合。然后电位器的7-1和7-3位置通过选择开关连接到AL808调节器的19和18位置。首先，通过电位器上的旋钮将耐磨热电偶归零，然后测量力值。若调零前调节器显示超差范围，可通过检查孔用数字万用表显示，直至调整到al808调节器显示范围，显示范围为±99.99kn，测量精度为±0.2%

 

（7）弓形引伸计测得的位移与测力值的连接方法一致轨距为100 mm，变形量为±20 mm，测量精度为±0.5%

 

（8）电阻式位移计的位移测量应选用6孔插座的1-1、1-2、1-4、1-6位置，行程为0-10mm，测量精度为0.5%

 

（9）测量电压（毫伏级），选择6孔插座的1-2+、1-5（-）位置，测量0-5V，选择6孔插座的1-2+、1-6（-）位置。

 

（10）直流电流测量（毫安级）选用6孔插座1-2、1-5位，1-2、1-5位并联500Ω电阻。

 

5结论

在实际应用中，该技术具有独创性，具有一定的推广价值热电偶