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材料試驗機分檔的仔細了解

發(fā)布時間:2018-11-23 來源:濟南恒思盛大儀器有限公司 瀏覽:

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展前進,各種各樣的材料試驗機層出不窮,以下是濟南恒思盛大儀器有限公司對材料試驗機的分檔的詳細介紹。
材料試驗機分檔可以得到較寬的測量范圍。
  以采用13位A/D進行七檔量程切換的情況及采用18位A/D不分檔的情況進行分析。在試驗機上一般的分檔是按照滿量程的100%、50%、20%、10%、5%、2%、1%進行分檔的。對于采用13位A/D的試驗機,各檔的分辨率都為各檔滿值的±1/4095(拉、壓雙向各等分為4095份),以0.5級精度的試驗機為例,按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,其小的有效測量起始點的采樣碼應(yīng)達到400碼,即約為各檔滿值的10%,按照以上原則采用分檔的試驗機其小檔的有效測量值為1%×10%=0.1%,而且各檔間的重疊又都大于各檔滿值的10%,所以總有效測量區(qū)間可達0.1%-100%。而對于18位A/D不分檔的情況,其分辨率為滿值的±1/131072,按照小有效測量點的采樣碼應(yīng)達400碼的要求,其小點為滿值的(400/131072)×100%=0.3%。
1、分檔可以降低小信號的測量的誤差。
    這樣正好符合試驗機相對精度定義的需求。眾所周知,在試驗機中試驗數(shù)據(jù)都來自于各種傳感器,而目前的傳感器基本上都是模擬傳感器,且輸出信號都很微弱,這種信號必須經(jīng)過放大器放大后才能交由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進行后期處理。分檔的本質(zhì)就是將代表不同量程的傳感器輸出信號(當(dāng)然輸出值也不相同)按照不同的放大倍數(shù)放大到一個統(tǒng)一的定值,再用這統(tǒng)一的定值表示不同的量程。以載荷為例:如果一支載荷傳感器它的滿值輸出為20mV,放大125倍后變?yōu)?.5V的A/D轉(zhuǎn)換器的滿值輸入,則2.5V就代表了載荷量程為滿量程,若將放大倍數(shù)增大10位變?yōu)?250倍,則當(dāng)傳感器受力為滿值的1/10,即輸出為2mV時,放大器的輸出依然達到了2.5V的A/D轉(zhuǎn)換器的滿值輸入,此時載荷量程即為滿量程的1/10。由于放大器、傳感器的工作電源等是由各類電子元器件組成,它們不可避免的存在著各類失調(diào)與飄移,當(dāng)電路確定后,這些失調(diào)與飄移也就隨之而定,它們基本不隨放大倍數(shù)的改變而改變。也就是說,放大器的滿值輸出2.5V是由兩部分組成,一部分是真實的反映實際測量的值,另一部分是一個基本恒定的固有值。當(dāng)選擇小檔位時,這一固有值所對應(yīng)的測量值就會按分檔比例相應(yīng)的比例減小。例如:當(dāng)2.5V對應(yīng)100N時,0.1V的固有失調(diào)、飄移就會產(chǎn)生100×(0.1/2.5)=4N的誤差,但若選擇1/10檔位,即2.5V對應(yīng)10N時,0.1V的固有失調(diào)、飄移只會產(chǎn)生10×(0.1/2.5)=0.4N的誤差。如果不分檔,則無論測量的數(shù)據(jù)值是大還是小,這一固有的誤差都不變,都是100×(0.1/2.5)=4N,因此對測量小信號不利。<BR>由于試驗機的精度要求為相對精度,這種精度對不同測量值下的允許誤差是不一樣的,測量值大時的允許誤差值大,測量值小時允許誤差值小。例如:同為0.5級的載荷值,當(dāng)測量值為100N時,誤差值為100×0.5%=0.5N,當(dāng)測量值為10N時,誤差值為10×0.5%=0.05N,分檔時的特點正好與此要求相一致。
2、材料試驗機分檔可以降低對傳感器的要求,提高整機的精度與可靠性。在一些特殊用途的試驗機上這是很重要的。常見的試驗機一般的采樣速度都不要求很高,大約在每秒幾十次到幾百次的范圍內(nèi),然而在一些特殊用途的場合,如碰撞類試驗、沖擊試驗、脆性材料的試驗等,要求的采樣速率很高,可達每秒幾千次至幾兆次。由于分檔類試驗機一般選擇較低位數(shù)的A/D,而這一類A/D的種類多,選擇面廣,有一類并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的A/D,非常適合這一場合。對于不分檔類試驗機,由于采用高位A/D,而這類A/D基本都采用∑-△型轉(zhuǎn)換器,這類轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率較低,且當(dāng)增大轉(zhuǎn)換速率時會明顯的降低轉(zhuǎn)換精度。
3、分檔容易實現(xiàn)高速采樣。在一些特殊用途的試驗機上這是很重要的。常見的試驗機一般的采樣速度都不要求很高,大約在每秒幾十次到幾百次的范圍內(nèi),然而在一些特殊用途的場合,如碰撞類試驗、沖擊試驗、脆性材料的試驗等,要求的采樣速率很高,可達每秒幾千次至幾兆次。由于分檔類試驗機一般選擇較低位數(shù)的A/D,而這一類A/D的種類多,選擇面廣,有一類并行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的A/D,非常適合這一場合。對于不分檔類試驗機,由于采用高位A/D,而這類A/D基本都采用∑-△型轉(zhuǎn)換器,這類轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率較低,且當(dāng)增大轉(zhuǎn)換速率時會明顯的降低轉(zhuǎn)換精度。
4、分檔會引起全量程內(nèi)的分辨率不一致。
這粗看好象是一個問題,但在第二項中已經(jīng)談了,對試驗機而言,國標(biāo)的規(guī)定為相對精度,它本身就需要小檔位的分辨率高,而大檔位的分辨率低,所以對于絕大多數(shù)的使用而言不是問題。例如:稱量一汽車煤炭,并不需要稱量到幾噸零幾克的值,而稱量黃金則必須達到千分之幾克。
 
 
標(biāo)簽:萬能試驗機,液壓萬能試驗機,拉力試驗機,沖擊試驗機,扭轉(zhuǎn)試驗機,材料試驗機