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1、应变测量技术之电测法应变测量技术之电测法第1页，共24页，编辑于2022年，星期六1.应变应力测量的常用方法应变应力测量的常用方法1.应变测量在工程中的应用应变应力测量方法1.电测方法2.光测方法3.其他方法1.云纹光栅2.光弹方法3.焦散线法1.光线示波器（动态应力）2.声波法（地应力）2023/4/102第2页，共24页，编辑于2022年，星期六2.电测方法的基本原理电测方法的基本原理2.1、电阻应变片（应变计）、电阻应变片（应变计）2.电测方法的基本原理 敏感栅是用合金丝或合金箔制成的栅。它能将被测构件表面的应变转换为电阻相对变化。由于它非常灵敏，故称为敏感栅。Ks叫灵敏度系数,与敏感栅
2、的材料有关2023/4/103第3页，共24页，编辑于2022年，星期六2.电测方法的基本原理2.1、电阻应变片（应变计）、电阻应变片（应变计）常见的应变计：常见的应变计：与丝绕式应变计相比，箔式应变计的优点是1、2、3：1、敏感栅很薄，且箔材与粘合层的接触面积要比丝材的大，粘贴牢固，有利于变形传递，因而它所感受的应变状态与试件表面的应变状态更为接近，测量精度高。2、箔式应变计的蠕变小、疲劳寿命长。3、加工性能好，能制成为各种形状和尺寸的应变计4、制造工艺自动化，可成批生产，生产效率高。2023/4/104第4页，共24页，编辑于2022年，星期六2.电测方法的基本原理2.1、电阻应变片（应变
3、计）、电阻应变片（应变计）常见的应变花：常见的应变花：2023/4/105第5页，共24页，编辑于2022年，星期六2.电测方法的基本原理2.2、电阻应变仪（应变仪）、电阻应变仪（应变仪）电阻应变仪是将电阻应变计上的电阻改变转化为对应的应变数值的一种仪器。2023/4/106第6页，共24页，编辑于2022年，星期六2.电测方法的基本原理2.2、电阻应变仪（应变仪）、电阻应变仪（应变仪）电阻应变仪的基本工作原理是惠斯通电桥：很重要2023/4/107第7页，共24页，编辑于2022年，星期六2.2、电阻应变仪（应变仪）、电阻应变仪（应变仪）在实际工作中，四个桥臂上并不一定全部在实际工作中，四个
4、桥臂上并不一定全部连接的是工作应变片。根据测试的需要，连接的是工作应变片。根据测试的需要，通常有以下的组桥方式：通常有以下的组桥方式：2.电测方法的基本原理全桥全桥2023/4/108第8页，共24页，编辑于2022年，星期六2.2、电阻应变仪（应变仪）、电阻应变仪（应变仪）2.电测方法的基本原理半桥半桥2023/4/109第9页，共24页，编辑于2022年，星期六2.2、电阻应变仪（应变仪）、电阻应变仪（应变仪）2.电测方法的基本原理半桥半桥(2)2023/4/1010第10页，共24页，编辑于2022年，星期六2.2、电阻应变仪（应变仪）、电阻应变仪（应变仪）2.电测方法的基本原理1/4桥
5、桥(单桥臂单桥臂)2023/4/1011第11页，共24页，编辑于2022年，星期六2.3、主应力及主方向、主应力及主方向2.电测方法的基本原理欲测量未知受力情况的某点处的主应力时，往往采用三欲测量未知受力情况的某点处的主应力时，往往采用三轴应变花，并利用应变花的测量结果反算出主应力大小轴应变花，并利用应变花的测量结果反算出主应力大小及方向（以三轴及方向（以三轴45为例：）为例：）2023/4/1012第12页，共24页，编辑于2022年，星期六3、电测方法的误差分析及其对策、电测方法的误差分析及其对策3 1）、粘合剂蠕变（或者脱落）误差）、粘合剂蠕变（或者脱落）误差3、电测方法的误差分析及其
6、对策 1.按照要求选用粘合剂；2.注意贴片步骤及方法；3.对于特殊环境下的应变片应采用必要的方式保护。对策:2023/4/1013第13页，共24页，编辑于2022年，星期六3、电测方法的误差分析及其对策、电测方法的误差分析及其对策3 2）、贴片方位误差）、贴片方位误差3、电测方法的误差分析及其对策 误误差修正量：差修正量：技巧：技巧：应变应变片最好能沿主片最好能沿主方向粘方向粘贴贴：2023/4/1014第14页，共24页，编辑于2022年，星期六3、电测方法的误差分析及其对策、电测方法的误差分析及其对策3 3）、长导线误差：）、长导线误差：3、电测方法的误差分析及其对策 误差原因：误差原因
7、：由于导线有电阻，所以接入电桥上的电由于导线有电阻，所以接入电桥上的电阻实际为：阻实际为：R+2RL。其中。其中 RL 为单根导线的电阻。所为单根导线的电阻。所以读数值实际为：以读数值实际为：R/（R+2RL）与真实应变：与真实应变：R/R不符，引起误差。不符，引起误差。修正方法：修正方法：技巧：技巧：选用大阻值的应变片，尽量减小导线的长度。也可选用大阻值的应变片，尽量减小导线的长度。也可选用小电阻的导线（如渡银导线）选用小电阻的导线（如渡银导线）2023/4/1015第15页，共24页，编辑于2022年，星期六3、电测方法的误差分析及其对策、电测方法的误差分析及其对策3 4）、灵敏度系数误差
8、）、灵敏度系数误差：3、电测方法的误差分析及其对策 误差原因：误差原因：一般情况下，应变仪上有一调整灵敏度系数的一般情况下，应变仪上有一调整灵敏度系数的旋扭。用以调整应变仪的灵敏度系数与应变片的灵敏度系旋扭。用以调整应变仪的灵敏度系数与应变片的灵敏度系数一致，然而当选用的应变片的灵敏度系数超出了应变仪数一致，然而当选用的应变片的灵敏度系数超出了应变仪上的可调整范围时，就产生误差。上的可调整范围时，就产生误差。修正方法：修正方法：2023/4/1016第16页，共24页，编辑于2022年，星期六3、电测方法的误差分析及其对策、电测方法的误差分析及其对策3 5）、温度误差）、温度误差 3、电测方法
9、的误差分析及其对策 误差原因：误差原因：解决方法：解决方法：温度补偿与温度补偿与 工作片补偿工作片补偿温度补偿温度补偿 2023/4/1017第17页，共24页，编辑于2022年，星期六3、电测方法的误差分析及其对策、电测方法的误差分析及其对策3 5）、温度误差）、温度误差 3、电测方法的误差分析及其对策 误差原因：误差原因：解决方法：解决方法：温度补偿与温度补偿与 工作片温度补偿工作片温度补偿工作片温度补偿工作片温度补偿 2023/4/1018第18页，共24页，编辑于2022年，星期六4、实例（组桥技巧）、实例（组桥技巧）设计实验测量偏心设计实验测量偏心受压的立柱的压力受压的立柱的压力与偏
10、心距与偏心距 4、实例（组桥技巧）2023/4/1019第19页，共24页，编辑于2022年，星期六4、实例（组桥技巧）、实例（组桥技巧）4、实例（组桥技巧）由力学知识知道：在图示的模型中1、2、3、4片的应变值分别等于：2023/4/1020第20页，共24页，编辑于2022年，星期六4、实例（组桥技巧）、实例（组桥技巧）4、实例（组桥技巧）2023/4/1021第21页，共24页，编辑于2022年，星期六4、实例（组桥技巧）、实例（组桥技巧）4、实例（组桥技巧）2023/4/1022第22页，共24页，编辑于2022年，星期六4、实例（组桥技巧）、实例（组桥技巧）4、实例（组桥技巧）2023/4/1023第23页，共24页，编辑于2022年，星期六4、实例（组桥技巧）、实例（组桥技巧）4、实例（组桥技巧）求解得：2023/4/1024第24页，共24页，编辑于2022年，星期六