應(yīng)變儀是測(cè)量結(jié)構(gòu)及材料在荷載作用下變形的應(yīng)力分析儀器。如果配相應(yīng)的傳感器，如力傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、加速度傳感器等，它可測(cè)量力、壓力、扭距、位移、振幅等物理量或物理量的變化過程，是工程測(cè)量和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)力分析的可靠工具，因此廣泛應(yīng)用于航空航天、國(guó)防科技、科研生產(chǎn)、在線測(cè)量、教學(xué)分析、交通工具、土木工程等領(lǐng)域。由于國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)具備了各種規(guī)格、測(cè)試功能及技術(shù)指標(biāo)的應(yīng)變儀，所以要選擇一款適合實(shí)際測(cè)量要求的應(yīng)變儀是有一定困難的。為此，本文從多個(gè)角度，提出了購置應(yīng)變儀的一些原則要求，為需要購置應(yīng)變儀的單位提供借鑒。

1、應(yīng)變儀的購置原則

根據(jù)多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究，應(yīng)變儀的購置必須滿足以下要求。

1.1頻率要求

應(yīng)變儀按頻率響應(yīng)范圍可分為靜態(tài)應(yīng)變儀、靜動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀和超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。其中靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀應(yīng)用較廣。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀就是用電學(xué)的方法來測(cè)量不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的靜態(tài)應(yīng)變，它由測(cè)量電橋、放大器、顯示儀表等組成。動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀是應(yīng)用于隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)應(yīng)變的測(cè)量，它由測(cè)量電橋、放大器和濾波器及記錄儀器等組成。

因此，購置應(yīng)變儀，首先要了解被測(cè)對(duì)象的工作頻率，然后選擇相應(yīng)的靜態(tài)應(yīng)變儀或動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀除了本身的頻響特性(直通F)外，一般還具備可選多個(gè)截止頻率的濾波器，低通濾波器在截止頻率時(shí)的傳輸系數(shù)是-3dB。為了保證測(cè)量準(zhǔn)確度，動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的工作頻率應(yīng)大于被測(cè)應(yīng)變的變化頻率。

1.2量程要求

所購置的應(yīng)變儀必須滿足測(cè)量量程的要求。在滿足Zda應(yīng)變測(cè)量的同時(shí)，要留有足夠的余量。如果測(cè)量量程選低了或選得剛好，則不能滿足測(cè)量要求，或不能正確測(cè)量量程上限應(yīng)變量值的變化；如果測(cè)量量程大大超過使用要求，甚至超過幾個(gè)量級(jí)，則不僅會(huì)造成浪費(fèi)，還會(huì)影響其測(cè)量準(zhǔn)確度。所以購置應(yīng)變儀時(shí)要選購一個(gè)比較合適量程的應(yīng)變儀。

1.3技術(shù)指標(biāo)要求

購置應(yīng)變儀時(shí)，其技術(shù)指標(biāo)的要求應(yīng)該統(tǒng)一按JJG623-2005《電阻應(yīng)變儀計(jì)量檢定規(guī)程》準(zhǔn)確度等級(jí)來衡量。比如示值誤差，它是用讀數(shù)的相對(duì)數(shù)和幾個(gè)應(yīng)變量的數(shù)相結(jié)合的方法表示的。而國(guó)外有些廠家，它是用滿量程的相對(duì)數(shù)來表示的或籠統(tǒng)地用百分?jǐn)?shù)表示。還有些廠家生產(chǎn)的具有應(yīng)變測(cè)試功能的采集器則沒有具體的技術(shù)要求。

所以，購置應(yīng)變儀時(shí)其技術(shù)指標(biāo)要求應(yīng)該按我國(guó)規(guī)定的等級(jí)要求選購，而不是籠統(tǒng)地稱之為千分之幾或萬分之幾。尤其是用于小應(yīng)變測(cè)量的時(shí)候，更要明確準(zhǔn)確度等級(jí)的區(qū)分。對(duì)于只有應(yīng)變測(cè)試功能沒有具體應(yīng)變技術(shù)要求的應(yīng)變儀，購置者一定要注意規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。

1.4誤差分析要求

對(duì)購置的應(yīng)變儀，在沒有測(cè)量結(jié)果的情況下，要確定其是否滿足量值傳遞的要求，可以依據(jù)應(yīng)變儀廠商提供的技術(shù)指標(biāo)、JJG623-2005、DR-8標(biāo)準(zhǔn)模擬應(yīng)變量校準(zhǔn)器等計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行計(jì)量檢定。檢定合格后，才能投人使用并支付余款。否則，要求退貨或索賠。

應(yīng)變儀在進(jìn)行不確定度評(píng)定時(shí)，必須通過某一具體的測(cè)量，才能夠進(jìn)行這一分量的分析。例如示值誤差不確定度評(píng)定，在實(shí)際的不確定度評(píng)定過程中發(fā)現(xiàn)，由重復(fù)性引人的不確定度分量與由顯示分辨力所引人的不確度分量可通過以下兩種方法評(píng)定。

(1)當(dāng)重復(fù)性測(cè)量的不確定度很小時(shí)，也就是通過重復(fù)性測(cè)量所得到的一組測(cè)量數(shù)據(jù)的讀數(shù)值是相等的，應(yīng)引人由顯示分辨力所引人的不確定分量。

(2)當(dāng)重復(fù)性測(cè)量的不確定度不為零時(shí)，也就是重復(fù)性測(cè)量所得到的一組測(cè)量數(shù)據(jù)的讀數(shù)值是不一致的，即重復(fù)性測(cè)量已存在標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，可以不考慮由分辨力所引人的不確定分量。

對(duì)于重復(fù)測(cè)量不小于10次所得到的一組數(shù)據(jù)是真實(shí)可靠的，由此得到的不確定分量也是值得信賴的，因此無論其大小如何都應(yīng)保留。而由分辨率所引人的不確定分量也可根據(jù)分析確定保留與否。

其他項(xiàng)目，如靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靈敏系數(shù)示值誤差、穩(wěn)定度；動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀非線性誤差(FS)、標(biāo)定值誤差、衰減器誤差、信噪比、穩(wěn)定度等按相關(guān)規(guī)程及方法評(píng)定。

1.5軟件要求

現(xiàn)今，由計(jì)算機(jī)控制的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)越來越受到廣大用戶的歡迎。購置此類產(chǎn)品時(shí)，除了滿足應(yīng)變儀的其本要求外，還需考慮其軟件功能是否符合相關(guān)測(cè)試需求。比如：可視窗口的人性化、直觀性。操作系統(tǒng)應(yīng)具有實(shí)時(shí)性以及可移植性、可擴(kuò)充性和可升級(jí)性。

軟件可對(duì)輸入橋路方式、供橋電壓、應(yīng)變計(jì)電阻、導(dǎo)線電阻、應(yīng)變計(jì)靈敏度系數(shù)、低通濾波器等進(jìn)行程控切換并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)修正。采樣速率必須具有同步性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，切不可延采、漏采和錯(cuò)采。特別是要有自動(dòng)平衡功能并能保存平衡結(jié)果。軟件應(yīng)具有海量存儲(chǔ)硬盤的數(shù)字信號(hào)記錄功能，并有對(duì)龐大的數(shù)據(jù)再處理功能?？傊?，軟件功能必須有效地、真實(shí)地還原被測(cè)的應(yīng)變信號(hào)。

1.6檢定系統(tǒng)的要求

為了確保量值傳遞的準(zhǔn)確性、可靠性。用于檢定應(yīng)變儀的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)符合JJG623-2005中檢定條件的要求，并定期對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行量值溯源和周期檢定。禁止使用未經(jīng)考核的計(jì)量設(shè)備進(jìn)行量值傳遞工作。

2、結(jié)語

購置一臺(tái)適合實(shí)際測(cè)量要求的應(yīng)變儀的確是一件不容易的事情，它不僅需要一定的專業(yè)知識(shí)，還需要一定的工作經(jīng)驗(yàn)。由于應(yīng)變儀的價(jià)格比較昂貴，因此，購置該類設(shè)備可以請(qǐng)求相關(guān)專業(yè)人士指導(dǎo)或要求廠家允許SY，以免造成不必要的浪費(fèi)和損失。