论文摘要
应变测试是理论和实验力学工作者一直所关心的,也是机械工程中测定构件应力与应变的一种重要的分析方法,其中电阻应变测量方法是实验应力分析中运用最广的一种方法。通过引入先进的虚拟仪器技术,可以更好的解决传统电阻应变仪所存在的问题。传统的虚拟仪器需要一块数据采集卡用于测试数据的采集。商用的数据采集卡虽具有较大的通用性、较高的采样速率和较高的采样精度等,但由于其昂贵的价格,使某些仪器功能在一些特定的应用范围内显得不够实用。然而普通声卡能够达到具体应用场合中数据采集的需求,这主要是由于其16位的量化精度以及44.1 kHz的数据采集频率。此外,声卡本身具有一个A/D、D/A的转化装置,并且造价低廉,同时声卡作为计算机的标准配置,其执行标准相同。因此设计基于声卡的虚拟应变测试仪具有较强的通用性,较低的成本和可以接受的精度,而且具有很强的现实意义。文中首先介绍了应变测试仪的发展概况,同时还介绍了虚拟仪器的概念、构成、特点和国内外虚拟仪器的研究现状及其发展趋势,并将虚拟仪器与传统仪器进行了比较,突出了虚拟仪器的优越性。随后介绍了应变测量技术的理论基础,包括应变测量的特点、工作原理以及应变测量仪器的种类。然后介绍了软件的开发平台—C++Builder以及数字信号处理技术。最后介绍了基于虚拟仪器技术的动态应变测试系统的硬件和软件设计方案,且开发出了基于虚拟仪器技术的动态应变测试仪。本文利用普通声卡作为应变数据采集卡,Borland公司的C++Builder为开发平台开发的虚拟式动态应变测试仪,具有滤波、标定、数据存储、历史波形播放以及频域分析等功能,使用者可以方便地观察和分析处理实验结果。该系统对于较高精度要求、中低频的动态应变测试是一个很好的选择。