动态应变测试仪的研究与设计（开题报告）.doc

动态应变测试仪的研究与设计（开题报告）
1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）
动态应变测试是机械工程中一种重要的分析方法，也是许多工程和力学工作者所一直关心的问题。传统的应变测试主要采用电阻应变片通过接线盒组成测量桥，经标定器、放大器、检波器、滤波器最后经显示器显示出来[1]。传统的电阻应变测试仪在测量精度、稳定性和可靠性等方面已经比较成熟。上世纪90年代初，张功铭、赵复真等人提出“电阻增量比率网络比率臂”理论建立了交直流通用的模拟应变量标准器，使我国电阻应变计量仪计量水平提高到1×10-4的水平[1]。但传统的电阻应变测试的二次仪表[1]不仅电路复杂、价格昂贵，且后处理能力受限。
随着计算机虚拟技术的快速发展，虚拟仪器已成为测试仪器研究开发中热点技术之一。虚拟仪器的核心是以计算机作为仪器统一的硬件平台，利用计算机强大的运算、存储和显示功能，将传统仪器的功能化和面板控件软件化，使之与计算机结合起来融为一体，构成了一台从外观到功能都完全与传统硬件仪器相同同时又充分享用计算机智能资源的全新的仪器系统[6]。自20世纪80年代美国国家仪器公司（National Instruments Corporation 简称 NI）首先提出虚拟仪器概念，虚拟仪器技术得到了飞速的发展，至21世纪初叶，虚拟仪器的生产厂家将超过千家，品种将达到数千种，市场占有率将占到电测仪器的50%[6]。
虚拟仪器系统一般由传感器、信号调理器、数据采集卡和计算机软件及硬件组成，通常信号调理器和数据采集卡由专业厂家设计生产，其精度、稳定性和可靠性均较高，技术相对成熟，唯一不足之处是成本较高，对于高精度的专业场合无疑是首选，但对于一般要求的场合则性价比略显不足。本设计采用虚拟仪器技术，利用电阻应变片作为应变传感器，利用个人计算机声卡作为数据采集卡，再配套放大电路，并编制相应的数据处理及显示软件，实现完整的动态应变测试系统。由于声卡是目前个人计算机的标准配置之一，因此本系统具有很好的通用性；同时目前主流声卡的A/D转换位数均能达到16位，故本系统具有较好的精度。
虽然目前已有很多商品化的应变测试仪，其中不少产品功能很强大，精度、稳定性也很好，价格也不昂贵，但本系统仍具有很好的实际意义，其通用性强、成本低廉、组装灵活等。本次设计的目标是利用尽可能简单的硬件实现尽可能高精度的动态应变测试。