本發(fā)明涉及應(yīng)力應(yīng)變(電橋模式)測(cè)量系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的自動(dòng)修正方法，在應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的電阻值獲取后，自動(dòng)修正到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值的方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，隨著國(guó)防科工的大力發(fā)展，航空航天領(lǐng)域?qū)Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)變應(yīng)力測(cè)試的需求日益增多，從小規(guī)模結(jié)構(gòu)測(cè)試到整機(jī)疲勞分析，應(yīng)變應(yīng)力測(cè)試需求日益增多，應(yīng)變測(cè)點(diǎn)數(shù)量也從幾十上升到成千上萬(wàn)，成本高，資源比較浪費(fèi)。

在應(yīng)變測(cè)量時(shí)，應(yīng)變計(jì)必須采用導(dǎo)線連接至測(cè)試儀器上，導(dǎo)線電阻將會(huì)影響到最終應(yīng)力應(yīng)變值的準(zhǔn)確性。常規(guī)的導(dǎo)線電阻測(cè)試方法是在儀器內(nèi)增加恒流電路，然后給導(dǎo)線的兩端提供一個(gè)恒流，測(cè)出導(dǎo)線兩端的電壓值，通過(guò)r＝u/i計(jì)算得到導(dǎo)線電阻值，這種方法需要相關(guān)硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的自動(dòng)修正方法，提出了一種無(wú)需增加額外的硬件電路，通過(guò)軟件的方法就可以計(jì)算獲取導(dǎo)線電阻的方法，再通過(guò)軟件自動(dòng)修正到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供了一種應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的自動(dòng)修正方法，在惠斯通電橋其中一個(gè)橋臂上并入一個(gè)固定阻值電阻，固定阻值電阻的電阻值為100k，使用軟件計(jì)算的方法計(jì)算得到導(dǎo)線電阻值，再將獲取的導(dǎo)線電阻值用于應(yīng)力應(yīng)變值的自動(dòng)修正并通過(guò)軟件修正得到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的惠斯通電橋橋路方式分1/4橋、半橋和全橋，其中1/4橋和半橋計(jì)算方法相同。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的惠斯通電橋橋路方式為1/4橋、半橋時(shí)導(dǎo)線電阻的計(jì)算方法：

1)閉合開關(guān)k，測(cè)試vi+與vi-之間的電壓值u1，

2)打開開關(guān)k，測(cè)試vi+與vi-之間的電壓值u2，

3)計(jì)算δu＝u1-u2，通過(guò)軟件算法計(jì)算獲取導(dǎo)線電阻值，以下是曲線擬合后的公式：

r1、r2、r3一般為120ω，108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝66559*δu²+66675*δu-40；

r1、r2、r3一般為120ω，108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝10648*δu²+26668*δu-40；

r1、r2、r3一般為120ω，108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝2662*δu²+13334*δu-40；

r1、r2、r3一般為350ω，315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝67099*δu²+66673*δu-116.66；

r1、r2、r3一般為350ω，315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝10735*δu²+26668*δu-116.67；

r1、r2、r3一般為350ω，315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝2684*δu²+13334*δu-116.67。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的惠斯通電橋橋路方式為全橋時(shí)導(dǎo)線電阻的計(jì)算方法：

1)開關(guān)k常閉，測(cè)試vi-與0之間的電壓值u1’，

其中：

2)開關(guān)k常閉，測(cè)試vi+與0之間的電壓值u2’，

3)計(jì)算δu’＝u1’-u2’，通過(guò)軟件算法計(jì)算獲取導(dǎo)線電阻值，以下是曲線擬合后的公式：

108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝150730*δu′²+99980*δu′-60；

108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝24114*δu′²+39989*δu′-60；

108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝6028*δu′²+19994*δu′-60；

315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝151420*δu′²+99920*δu′-175；

315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝24225*δu′²+39965*δu′-175；

315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝6056*δu′²+19982*δu′-175。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的惠斯通電橋橋路方式為1/4橋、半橋時(shí)應(yīng)力應(yīng)變值的軟件修正的修正公式：

其中，εi為電橋測(cè)量得到的應(yīng)力應(yīng)變值，ε為修正后得到的準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的惠斯通電橋橋路方式為全橋時(shí)應(yīng)力應(yīng)變值的軟件修正的修正公式：

其中，εi為電橋測(cè)量得到的應(yīng)力應(yīng)變值，ε為修正后得到的準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的自動(dòng)修正方法，在惠斯通電橋并入一個(gè)100k電阻，僅使用軟件計(jì)算的方法就可以計(jì)算得到導(dǎo)線電阻值，在通過(guò)軟件修正得到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值，此方法省去了常規(guī)導(dǎo)線電阻測(cè)量所需的硬件電路，節(jié)約了成本。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明中惠斯通電橋?yàn)?/4橋時(shí)導(dǎo)線電阻計(jì)算橋路示意圖；

圖2是本發(fā)明中惠斯通電橋?yàn)榘霕驎r(shí)導(dǎo)線電阻計(jì)算橋路示意圖；

圖3是本發(fā)明中惠斯通電橋?yàn)槿珮驎r(shí)導(dǎo)線電阻計(jì)算橋路示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例包括：

一種應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的自動(dòng)修正方法，在惠斯通電橋其中一個(gè)橋臂上并入一個(gè)固定阻值電阻，固定阻值電阻的電阻值為100k，使用軟件計(jì)算的方法計(jì)算得到導(dǎo)線電阻值，再將獲取的導(dǎo)線電阻值用于應(yīng)力應(yīng)變值的自動(dòng)修正并通過(guò)軟件修正得到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量時(shí)導(dǎo)線電阻計(jì)算方法，并將獲取的導(dǎo)線電阻值用于應(yīng)力應(yīng)變值的自動(dòng)修正。電橋橋路方式分1/4橋、半橋和全橋，其中1/4橋和半橋計(jì)算方法一樣。

應(yīng)力應(yīng)變值的自動(dòng)修正包含導(dǎo)線電阻的獲取和軟件自動(dòng)修正兩個(gè)過(guò)程，包含以下兩個(gè)步驟：

步驟一：導(dǎo)線電阻值的獲取

電橋橋路方式為1/4橋、半橋時(shí)導(dǎo)線電阻的計(jì)算方法：

1)閉合開關(guān)k，測(cè)試vi+與vi-之間的電壓值u1，

2)打開開關(guān)k，測(cè)試vi+與vi-之間的電壓值u2，

3)計(jì)算δu＝u1-u2，通過(guò)軟件算法計(jì)算獲取導(dǎo)線電阻值，以下是曲線擬合后的公式：

r1、r2、r3一般為120ω，108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝66559*δu²+66675*δu-40；

r1、r2、r3一般為120ω，108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝10648*δu²+26668*δu-40；

r1、r2、r3一般為120ω，108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝2662*δu²+13334*δu-40；

r1、r2、r3一般為350ω，315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝67099*δu²+66673*δu-116.66；

r1、r2、r3一般為350ω，315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝10735*δu²+26668*δu-116.67；

r1、r2、r3一般為350ω，315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝2684*δu²+13334*δu-116.67；

電橋橋路方式為全橋時(shí)導(dǎo)線電阻的計(jì)算方法：

1)開關(guān)k常閉，測(cè)試vi-與0之間的電壓值u1’，

其中：

2)開關(guān)k常閉，測(cè)試vi+與0之間的電壓值u2’，

3)計(jì)算δu’＝u1’-u2’，通過(guò)軟件算法計(jì)算獲取導(dǎo)線電阻值，以下是曲線擬合后的公式：

108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝150730*δu′²+99980*δu′-60；

108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝24114*δu′²+39989*δu′-60；

108ω≤rx≤132ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝6028*δu′²+19994*δu′-60；

315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為2v時(shí)：

r＝151420*δu′²+99920*δu′-175；

315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為5v時(shí)：

r＝24225*δu′²+39965*δu′-175；

315ω≤rx≤385ω，橋路供電一般為10v時(shí)：

r＝6056*δu′²+19982*δu′-175；

步驟二：應(yīng)力應(yīng)變值的軟件修正

1)1/4橋、半橋應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量時(shí)修正公式：

2)全橋時(shí)應(yīng)變應(yīng)力測(cè)試時(shí)的修正公式：

其中，εi為電橋測(cè)量得到的應(yīng)力應(yīng)變值，ε為修正后得到的準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

如圖1-3所示，rx為被測(cè)應(yīng)變計(jì)，r為導(dǎo)線電阻，r1、r2、r3、r4電阻為標(biāo)準(zhǔn)電阻，其中r1、r2、r3一般為120ω或350ω，r4一般為100k電阻，k為開關(guān)，+eg和0為橋路的供電，vi+與vi-為橋路的輸出。

1/4橋、半橋?qū)Ь€電阻測(cè)量時(shí)，分別測(cè)得閉合開關(guān)和打開開關(guān)k時(shí)vi+與vi-之間的電壓值u1和u2，計(jì)算δu＝u1-u2，通過(guò)軟件算法計(jì)算獲取導(dǎo)線電阻值。全橋?qū)Ь€電阻測(cè)量時(shí)，開關(guān)k常閉，分別測(cè)得vi-與0之間的電壓值u1’和vi+與0之間的電壓值u2’，計(jì)算δu’＝u1’-u2’。在獲取導(dǎo)線電阻值后，通過(guò)軟件自動(dòng)修正到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值。

綜上所述，本發(fā)明的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)變計(jì)連接導(dǎo)線的自動(dòng)修正方法，在惠斯通電橋并入一個(gè)100k電阻，僅使用軟件計(jì)算的方法就可以計(jì)算得到導(dǎo)線電阻值，在通過(guò)軟件修正得到準(zhǔn)確的應(yīng)力應(yīng)變值，此方法省去了常規(guī)導(dǎo)線電阻測(cè)量所需的硬件電路，節(jié)約了成本。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。