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1、第二部分 电测实验应变电测原理应变电测原理适用范围：结构构件金属、非金属材料表面应力测量； 静、动态（含冲击）应变应力测量；高速 旋转构件应力测量；结构高压液下；高低 温条件下的应力测量原理电阻应变仪应变计变形固体F1F2FnF3广义虎克定律应变分析0121、21、1、金属电阻丝的、金属电阻丝的“应变效应应变效应”(1) )21 ( , )21 ( )21 ( , 2 , )1 ( ,ssotKRdRdKdRdRpdRdRldlAdAAdAldldRdRtAlR则令或Ks称为金属电阻丝的灵敏系数FFll图为康铜丝的 曲线，镍铬丝在小应变条件下 关系亦为直线RdRRdR2、电阻应变计的工作原理、
2、电阻应变计的工作原理（1）电阻应变计（片）构造。电阻应变计（片）构造。 利用金属电阻丝应变效应制成用于构件应变测量 的敏感元件bl敏感栅（丝绕或箔栅）引出线基底（纸基或胶基）（2）使用使用 用特制的胶水粘贴于构件表面，丝栅长度平行于 待测应变方向。（3）原理原理 K 应变计灵敏系数，与Ks有区别 K通过实验标定。 （4）主要技术指标主要技术指标 a，初始电阻值R（） 测量必须数据，工程应变测量选R120 。 b，应变计灵敏系数K 由厂方提供，测量必须数据。 c，应变计标距l (或敏感栅尺寸bl ) 根据测试对象目的而定。 （5）应变计类型：应变计类型： 按构造分纸基浸胶丝绕式；胶基箔式； 半导
3、体应变计；金属底基焊接式等， 其他按测量应变范围，按用途分，按使 用温度分已不下数千种。 3、应变电桥及其输出、应变电桥及其输出 测量电阻变化一般用惠斯登电桥（即4臂电桥），电源E1称为桥压。(2) )( )()(43214231434211143421114411RRRRRRRRRRRRRREURRIRRIERIRIUBDBD 当R1R3=R2R4 或 R1/R2=R4/R3 时 UBD0称为电桥的平衡条件。 实测时，随着构件的受力变形R1R4发生变化为R1 R1 R1， R2 R2 R2， R3 R3 R3， R4 R4 R4 代入（2）式)()()(43432121442233111RR
4、RRRRRRRRRRRRRREUUBDBD可见iURRU )(4)(44321143211KERRRRRRRREUBD略去分子当中的高阶微量，分母当中的R项，经整理得（3） 说明电桥输出电压的变化与四个桥臂电阻变化的总和成正比或与测点应变总和成正比。 其次，对角桥臂电阻变化率或应变相加，邻臂的电阻变化率或应变相减。这种规律称为电桥输出的加减特性。 （3）式简化结果产生的误差不会超过5，根据其原理可以制成专门用于测量的电阻应变仪。4、数字电阻应变仪、数字电阻应变仪（1）电原理框图电原理框图 电压变换器电压变换器桥压E1电源电源放大器放大器滤波器滤波器A/D数显表头数显表头模数转换U电桥电桥（2）
5、YE2538程控应变仪面板结构及其使用方法程控应变仪面板结构及其使用方法 使用方法 （1）组桥 a，1/4桥接法 （静态多点应变测量常用 的接法），桥路形式bR-1，所有测量片 均接AB，连接片连于BB。共用一枚补 偿片。 b，半桥接法 AB,BC接应变片，桥路bR-2, c，全桥接法 四个桥臂均接应变片，多用于传感 器电路，桥路bR-4 （2）K，R设定 （3）平衡、测量(有关详细的使用方法由实验室多媒体室介绍，或见网上资料) 该仪器特点是各通道可以独立选择不同的测量桥路形式、使用不同K的应变计和不同R的应变计。5、有关应变电测法的若干问题、有关应变电测法的若干问题（a） 温度变化会产生 电
6、阻变化（b）应变计线膨胀系数 与被测工件线膨胀系数 不同，温度变化会产生 附加电阻变化 ，必须设法消除 )1 ( 0TAlRtt中（1），温度补偿sgKRRRRRttttt/ , 产生tRtR温度补偿方法温度补偿方法 a，补偿块补偿法 FttFr)(补偿块必须与被测工件同材料且置于被测工件旁)温度补偿方法温度补偿方法 b，工作片补偿法 不允许单独设置补偿块的构件应变测量用工作 片补偿法必须已知泊松比 )1 ( )()( 21FtFtFRRrR1R2R1R2ABC)1/(vrF c，补偿应变片必需接于测量应变片的邻臂（2）应变计的串连及其应用)(21)(214 )(21)(214 224 422
7、1112211121dcbadcbadcbadcbaKERRRRRRRRERRRRRRERRRREURRRRRRRR串连的2枚应变片所测的应变自动取平均RaRbRcRdABCR1R2（3）静态多点应变测量 当测点较多，希望加一次载荷能同时读下所有测点应变时，可利用1/4桥接法，事先把所有测点接到应变仪的AB桥臂上，共用一枚补偿片接于公共补偿桥臂上，利用测点转换按键同时读出各个测点的应变。用途用途 （a）偏心受拉压构件测轴向应变 （b）测材料弹性模量时用串连半桥 测量电路FtttwFtwFRRr 21)()(21 216、应变片式传感器及其设计概要、应变片式传感器及其设计概要 不同结构形式的弹性元件应变片组成不同用途的应变式传感器。可用于测拉、压力，弯矩、扭矩、加速度、位移（或变形）、倾角等。 高比例极限材料。 低弹性模量的材料。 应变片贴于应变的敏感区，并利用全桥测量的加减 特性使输出灵敏度最大。