CCEO-9231应力应变综合测试及振动分析系统

CCEO-9231应力应变综合测试及振动分析系统是基于NI PXIe高性能硬件平台,应用于飞机机身、机翼、运载工具、压力容器,等大型机械结构件及高楼,大坝,桥梁等大型建筑结构的强度测量和分析。该系统是一款能满足测试通道数多至5000通道的应力应变测试分析和结构疲劳试验的分布式测试系统。


                                                                                 

1024通道应变测试系统外观(正面)

单台机柜外观(正面和背面)

CCEO-9231的设计适用于大型结构件测试群体,简化了应变和疲劳测试步骤,实现高性能的测试测量。同时具有高度的经济适用性和灵活的可扩展性,可根据需要调整通道数量和信号类型。而多种类的标准接口或定制接口方便客户与外围设备的互联,并且提供二次开发接口,方便实现用户的特殊需求。以完成长时间连续可靠的动静态实时数据采集和分析。


一、主要性能

u  128通道/单元,可扩展至4000通道以上;

u  支持1/4桥、半桥、全桥,具备应变花测量功能,支持TEDS传感器;

u  支持±20000με的应变测量范围,并可实现±0.05%FS的测量精度;

u  内置独立模拟抗混叠滤波器和DSP数字滤波器;

u  内置平衡程控多档独立设定的桥路激励电压,通道间激励电压相互隔离,并提供电压激励端短路保护;

u  内置桥路清零平衡校准和自动分流校准,半桥和全桥支持遥感,精确测量桥路激励电压,补偿激励端导线电阻电压;

u  内置高精度旁路校准电阻,支持导线电阻测量,自动修正长导线误差;

u  内置1/4桥路非线性补偿;

u  支持与伺服加载系统(如MOOG伺服加载系统)同步测量;

u  支持多物理量同步测量,如同步测量温度、位移、载荷、压力、扭矩等。


二、主要优势

²  内置桥路激励

内置桥路激励是基于每通道独立设置,具有优异的设置灵活性和通道隔离性。一个通道的传感器失效(短路或开路)不会影响相邻通道的测量。桥路激励电压采用差分平衡恒压,多档程控设定,提供高精度电压源,满足高精度测量需求。

²  全面的校准和补偿

内置桥路清零平衡校准,实现桥路零位补偿。通过内置的高精度旁路电阻,提供自动分流校准功能,并支持导线电阻测量,自动补偿长导线电阻误差。具备大应变非线性自动补偿功能,保证应变全量程范围内的高精度测量。具有补偿激励端导线电阻电压,实现高精度测量。

²  测量和连接的灵活性

集成数据采集和信号调理,支持静态或动态应变信号的测量。可选配更高采样率的数据采集卡(最高采样102.4kHz)或各种适配不同信号类型的数据采集卡,应用于需更高测量速度的桥路调理或多物理量的同步测量场合,如同步测量应变、温度、位移、载荷、振动、冲击、压力、扭矩等。可提供各种标准或用户定制的输入接口,如低成本通用的RJ45或高集成度定制的工业级航插等高性能和高可靠性的接口。这对于在大通道数的应用中,极大地节省工程师在线缆和传感器连接过程中时间,为用户提供了最大便捷性;数采前端、PDU、网络交换机、转接面板等均可集成在标准或定制的机柜中,提供高度集成的一体化系统解决方案。

²  高度的可伸缩性和扩展性

单台机箱最高128通道,多台机箱可组成一套更高通道数的测试系统。或者是拆分成多个单台机箱或多个多台机箱组合的独立系统使用,具有灵活的可伸缩性。同时系统扩展也非常容易,仅需增加前端硬件即可扩充原有系统的规模。

²  软件的易用性和开放性

CCEO-9231的测量软件具有易用和友好的人机交互界面,传感器库、试件材料属性库等各种库编辑和管理、导入和导出功能,通道配置信息便捷化、批量化快速处理,通道异常状态监测和预警功能,多种数据采集、记录和显示方式,提供应变花快速配置和计算功能、虚拟通道自定义计算功能和多种数据后处理功能。另外,可根据客户特殊需求进行二次开发,也可提供并开放与其他数据采集软件的接口协议。


三、技术指标

Ø  输入特性

ADC分辨率.............................................................................................................................................................. 24位

ADC类型................................................................................................................................................... Delta-Sigma

采样率………............................................................................................................................1S/s/ch ~ 25.6kS/s/ch

无混叠带宽............................................................................................................................................................. 0.45·fs

输入量程............................................................................. ±100mV/V(Vex≤2.5V),±25mV/V(Vex≥2.75V)

相位线性度(fin = DC~20kHz).................................................................................................................. ±0.05°

Ø  精度

测量条件

量程:±25mV/V

量程:±100mV/V

增益误差

(读数百分比)

偏置误差

(μV/V)

增益误差

(读数百分比)

偏置误差

(μV/V)

典型(23±5°C)

0.02%

19μV/Vex

0.02%

30μV/Vex

Ø  通道匹配

增益匹配(fin=DC~10kHz)......................................................................................................... 0.12%,最大值

相位匹配(fin=DC~10kHz).......................................................................................... 0.032°·fin/kHz,最大值

Ø  激励特性

激励电压(Vex)....................................................... 0.625V, 1V, 1.5V, 2V, 2.5V, 2.75V, 3.3V, 5V, 7.5V, 10V

短路保护................................................................................................................................... EX to GND,各端子间

Ø  分流校准特性

电阻....................................................................................................................................... 33.333kΩ, 50kΩ, 100kΩ

选择方式............................................................................................................................................... 每通道程控可选

位置......................................................................................................... 跨1/4桥(内部),参考激励负端(外部)


四、典型配置

单台设备由PXIe-8840控制器、PXIe-1095机箱、PXIe-8364 PXI总线扩展模块、PXIe-4330应变模块组成,多台设备可集成在机柜中。支持多台设备同步采集,集成信号调理功能,支持以太网通讯。

系统典型配置如下:

单台设备输入通道数

128

扩展设备总台数

4

系统模拟输入总通道数

512

处理器

基于Intel Core i7 5700EQ的高性能嵌入式控制器,

2.6GHz(睿频3.4GHz)四核,8GB RAM(可选配更高性能)

储存容量

500G

接口

两个10/100/1000BASE-TX(千兆位)以太网端口; RS232串口;USB端口;ExpressCard/34槽;GPIB(IEEE 488)接口

工作温度

0~55°C

工作湿度

10~90%RH,无凝结

电源输入

100VAC,220VAC

体积

463.6mm × 445.5mm ×   177.1mm(长×宽×高)

 

 附:CCEO-9231软件功能介绍

u  通用功能:

Ø  支持应变(1/4桥、半桥、全桥)、位移(桥式或电压式)、温度等数据实时采集、记录、存储、显示和分析,可同步控制所有硬件通道;

Ø  编辑功能可对设备的各种硬件参数进行方便灵活的输入和各种编辑,可将硬件参数以参数文件的方式保存和读数;

Ø  通道配置信息便捷化、批量化快速处理,提供人性化的配置界面。通道配置时,可把一个通道作为一个模板,有选择地把此通道的某个参数或所有参数复制应用到其他通道,通道可以不连续选择;

通道设置界面

Ø  通道分组功能,可按通道的实际应用情况,进行合理便捷地通道分组;

Ø  虚拟通道自定义计算功能;

Ø  多种触发方式存储数据,将数据存储在本地硬盘上;

Ø  多采样率数据采集功能,即应变、位移、温度等多种物理量可以设置不同的采样率同步进行数据采集;

Ø  数据快照功能,可按多种触发方式或事件规则进行数据快照;

  

数据采集快照界面

Ø  多种数据显示方式:曲线、表格、云图、数值等,支持全屏视图(方便快速浏览或查看所有通道数据)和附屏视图(可应用于多屏显示);

                                          数据云图显示界

                                      数据全屏视图显示界面

Ø  运行状态实时监控功能,实时监控包括通道相关信息、采样率信息、试验实时状态(采样状态和记录状态)、磁盘状态等信息;

Ø  通道异常状态监控和预警功能,即可实时检测各个通道值是否正常,如果出现异常(如超过预设限制等),则进行本地示警;

Ø  事件记录和运行日志功能,以供后期查阅排故;

Ø  工况恢复功能,即如果试验出现中断,随后的试验或下次试验可在中断点时的状态继续进行下去;

Ø  数据保护功能,即如果在记录过程中设备出现故障,可将故障前的数据完整地存储,以供后期查阅;

Ø  伺服加载系统(如MOOG)同步测量功能;

Ø  传感器库、试件材料属性库等各种库编辑和管理、导入和导出功能。

                                            传感器管理界面

                                      试件材料管理界面

u  应变测量功能:

Ø  1/4桥二线、三线制接线方式;半桥,全桥;

Ø  清零校准和分流校准;

Ø  导线电阻测量和自动修正功能,即导线电阻值测量结果自动参与应变测量值转换计算,以修正导线电阻带来的测试误差;

Ø  应变花快速配置和计算功能,可按预先定义的公式和参数计算,实时得到每个测量相应的物理量值,如主应力值

应变花设置界面

Ø  1/4桥大应变非线性自动修正;

Ø  塑性应力自动修正功能,即对塑性阶段的应力和应变进行非线性补偿。

塑性应力修正界面

u  位移测量功能:

Ø  支持位移计标定功能。

位移计标定界面

u  温度测量功能:

Ø  支持2线、3线、4线RTD以及热电偶测量。

u  数据后处理功能:

Ø  数据导入、导出、浏览、对比等功能,导出格式支持txt、Excel等格式;

Ø  具有多种数据浏览方式,显示控件提供查看多个通道的能力,以便用户进行数据间的对比,如:多纵轴显示、物理比较显示、双坐标显示等;

Ø  能够查找数据的最大值、最小值;

Ø  能够进行应变应力转换计算,并将应力数据显示并保存。

数据后处理界面



 


CCEO-9231

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