吴忠锴， 马铁华，梁志剑

（1. 中北大学电子测试技术重点实验室，山西太原 030051；2. 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原 030051）

0 引言

LabVIEW是测控领域优秀的图形语言开发环境，摒弃了晦涩难懂的文本代码，软件开发周期短、易于维护。结合力学实验应变采集系统，在LabVIEW2010平台下设计了应变数据采集软件[1]。

1 系统总体结构

1.1 应变测量原理

测试系统以电阻应变片为传感器件，将电阻应变片粘贴在测试件表面，构件在载荷作用下应变片产生变形，电阻值也相应变化，经过电桥电路将电阻值变化转换为电信号，再经放大滤波、模数转换（A/D）和接口电路输入计算机、进行分析处理。假定被测试件长度为L、电阻阻值为R，变形后长度（L+ΔL），物体受力后轴向变形为ε，则：

其中K为应变片灵敏度系数，由公式可以看出，计算出电阻相对变化量就可以得到应变值，但相对电阻变化难以测量，常用惠斯通电桥将其转变为电信号，电桥连接如图1所示。

图1 电桥连接图

当公式中R1R3=R2R4时，电桥平衡，输出电压Δe为零。在电桥平衡状态时，桥臂电阻产生增量，U保持不变，输出Δe仅与电阻增量有关，则电压变化量就表征了应变变化量[2-4]。

1.2 系统工作原理

力学实验台金属材料在受力时产生弹性变形，以电阻应变片为传感器，经过电桥测量电路，将被测件的应变变化转化为电信号，再通过A/D变换将模拟信号转变为数字信号，以FPGA为主控芯片，控制A/D的工作时序，将数据读入内部FIFO中，USB接口芯片再将FIFO中的数据传到USB总线上。……