实验五金属箔式应变片的温度影响实验

金属箔式应变片的温度影响实验一．实验目的了解温度对应变片测试系统的影响。二．基本原理电阻应变片的温度影响，主要来自两个方面。敏感栅丝的温度系数，应变栅线膨胀系数与弹性体（或被测试件）的线膨胀系数不一致会产生附加应变。因此当温度变化时，在被测体受力状态不变时，输出会有变化。三．需用器件与单元CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、15V电源、4V电源、+5V电源、加热器（已贴在应变片底部）四．实验步骤1．保持实验三实验结果。2．将140g砝码加于砝码盘上，在电压表上读取某一整数Uo1。3．将5V直流稳压电源（主控箱）接于实验模块的加热器插孔上，数分钟后待电压表电压显示基本稳定后，记下读数Uot，

Uot–Uo1即为温度变化的影响。计算这一温度变化产生的相对误差。五．思考题1．金属箔式应变片温度影响有哪些消除方法？2．应变式传感器可否用于测量温度？

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应力与应变概念及实验应变片原理

（，那么。

或者

化，应变片的电阻变化就用该电路来测量。惠斯通电桥由四个同等阻值的或，有应变（形变）产生时，记应变片电阻的变化量 : ，即：所以如果测

变片，在电子行业的应变测量中不经常使如下图所示。 R4则上面的式子可写成下面的形式

）处于相同的温度条件下，由温度引动态模拟法是最理想的温度补为了解决这个问题，

在热膨胀系数为βs的被侧物表面贴上敏感栅热膨胀系数为βg的应变片。则温度每变化1℃，其所表现出来的应变εT如下式所示：其中，α：电阻元件的温度系数；K5：应变片的应变片常数上式中，K5为由敏感栅材料决定的应变片常数，βs、βg分别为由各自材料决定的被测物与敏感栅的热膨胀系数，这三项均为定值，则通过调整α就可以使由温度引起的应变变为零。此时，在箔材的制作过程中可以通过热处理对α的值进行控制。而且它是与特定的被测物的热膨胀系数βs相对应的，如果用在不适用的被测物时，不仅不会补偿温度引起的应变还会引起较大的测量误差。导线的温度补偿使用自我温度补偿片可以解决应变片所受的温度影响问题。但是从应变片到测量仪之间的导线也会受到温度的影响，这个问题并没有解决。如图a所示单应变片双线的联接方式将导线的电阻全部串联入了应变片中。导线较短时不会有太大的问题，但如果导线较长就会产生影响。为了减小导线的影响，可以使用3 线联接法。如图b所示，在应变片导线的一根上再联上一根导线，用3根导线使桥路变长。这种联接方式与双线式不同的地方是导线的电阻分别由电桥的相邻两边所分担。图b 中，导线电阻r1串联入了应变片电阻Rg，r2串联入了R2，r3成为电桥的输出端。这样，

常温下材料的冲击试验

实验三、常温下材料的冲击试验一、实验目的 1、了解冲击实验原理和冲击实验机的主要结构 2、掌握金属材料常温下冲击韧度的测量方法 3、了解脆性材料和塑性材料冲击断裂断口宏观形貌特征。二、实验原理金属构件在实际工程应用中，不仅承受静载荷作用，有时还要在短时间内承受突然施加的载荷的作用，即受到冲击载荷的作用。材料受冲击载荷时的力学性能与静载荷时显著不同。为了评定材料承受冲击载荷的能力，揭示材料在冲击载荷下的力学行为，需要进行冲击实验冲击实验是把要实验的材料制成规定形状和尺寸的试样，在冲击实验机上一次冲断，根据冲断试样所消耗的功或试样断口形貌特点，得到材料的冲击韧度和冲击吸收功。这些冲击性能指标对材料的韧脆程度及冶金质量、内部缺陷等情况非常敏感，因此可用冲击实验来评定材料的韧脆程度并检查材料的冶金质量和热加工产品质量。实验室普遍采用的冲击实验为一次摆锤冲击实验。如图所示。实验时将材料制成带缺口的标准试样，如图所示。试样水平放在实验机支座上，缺口位于冲击相背方向。然后将具有一定质量G 的摆锤举至一定高度H ，使其具有一定的势能GH 1。释放摆锤冲断试样摆锤的剩余能量为GH 2，则摆锤冲断试样失去的能量为GH 1- GH 2，此即为试样变形和断裂所吸收的功，称为冲击功，用A k 表示，单位为J ，用试样断口处单位面积上所消耗的冲击吸收功大小来衡量材料的冲击韧度，即 αK =Ak/F=G （H 1-H 2）/F 本实验分别以低碳钢和铸铁为原料制成缺口冲击试样，测定其在相同冲击能量下的冲击韧度的大小，从而评定这两种材料的韧脆程度并区别其断口宏观形貌。三、冲击试样尺寸按照国家标准GB /T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为m m 55m m 10m m 10??并开有mm 2或mm 5深的U 形缺口的冲击试样（图1-8）以及 45张角mm 2深的V 形缺口冲击试样（图1-9）。夏比U 形冲击试样（a ）深度为mm 2；（b ）深度为mm 5

冲击试验

《钢材质量检验》单元教学设计一、教案头

二、教学过程设计

三、讲义 1.材料的韧性韧性是指金属材料受冲击力的作用下，抵抗破坏的能力。大部分金属在使用过程中，不仅受到静态力的作用，还受到快速形成的冲击力的作用。例如，火车车轮对铁轨的冲击，海水对轮船的冲击，压力容器受到的冲击。由于冲击力加载的速度非常快，金属受冲击时，应力分布和变形不均匀，极易发生断裂。因此，对承受冲击力的零件或工具来说，仅有强度指标是不够的，还要有足够的抵抗冲击负荷的能力，即韧性。金属材料冲击韧性的评价采用冲击试验来完成。我国1994年颁布了金属韧性的测试标准 GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》。 2.冲击试验（1）冲击试验原理将标准试样置于冲击试验机的支座上，然后释放具有一定重力势能的重锤，重锤在下降过程中的快速冲击力作用下，将试样一次性冲断。测试试样在折断过程中的吸收功A k（能量差值）。冲击功A k的测定原理是能量守恒原理，即摆锤在最高处静止时有一定的重力势能，将试样冲断后继续向前上升到最大位置处有一定的重力势能，二者的能量差即为试样在折断过程中的吸收功A k。冲击功可在试验机表盘上直接读出。通常，金属的冲击功A k数值越大，其抵抗冲击破坏的能力就越强。有时候为了便于比较，不仅要测试试样的冲击功A k，还要将冲击功换算成冲击韧性。冲击韧性规定为单位面积上所受到的冲击力，即：a k = A k/S0 式中 A k——冲击功； S0——试样在冲击缺口处的横截面积。

（2）冲击试样冲击功A k的大小受试样形状的影响较大。GB/T229—1994中规定可以采用以下两种缺口试样，即U型缺口试样和V型缺口试样。样坯切取应参照GB2975标准中的规定，式样的加工制造应符合下表中的规定。序缺口类型V型缺口U型缺口号 1 缺口角度（°）45± 2 / 2 缺口半径（mm）0.25±0.025 1±0.07 3 缺口底部粗糙度 1.6μm 1.6μm 4 缺口深度（mm）8±0.0 5 8±0.05 5 试样厚度（mm）10±0.05 10±0.05或5±0.05 6 试样宽度（mm）10±0.10 10±0.10 7 试样长度（mm）55±0.60 55±0.60 8 试样半长度（mm）27.5±0.30 27.5±0.30 3. 冲击试验注意事项（1）室温冲击试验应在23士5℃下进行,有温度要求的试验应在规定温度士2℃下进行。（2）试验机一般在摆锤最大能量的10%～90%范围内使用。打击速度：5.0～5.5m/s。（3）试验前应检查摆锤空打时被动指针回零差不超过最小分度值的四分之一。（4）试样应紧贴支座放置，缺口对称面与两支座对称面偏差不应大于0.5mm。（5）数值修约：至少保留2位有效数字，大于100J的取3位。 4.冲击功和冲击试验在工程上的应用作为韧性指标，为设计的选材和研制新型材料提供理论依据；检查和控制冶金产品的质量；监

-应变片单臂电桥性能实验

周康海洋技术1121班学号：2 实验一应变片单臂电桥性能实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量ε L ; dr/r为导体的横向应变量ε r 由材料力学得：ε L = - με r (1—3) 4） 2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。

(1)、金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为： K= 金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。 3、贴片式应变片应用在贴片式工艺的传感器上普遍应用金属箔式应变片，贴片式半导体应变片（温漂、稳定性、线性度不好而且易损坏）很少应用。一般半导体应变采用N型单晶硅为传感器的弹性元件，在它上面直接蒸镀扩散出半导体电阻应变薄膜（扩散出敏感栅），制成扩散型压阻式（压阻效应）传感器。＊本实验以金属箔式应变片为研究对象。 4、箔式应变片的基本结构金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或金属箔制成，如图1—1所示。 (a) 丝式应变片 (b) 箔式应变片图1—1应（a）、单臂 Uo＝U①－U③ ＝〔(R1＋△R1)／(R1＋△R1＋R5)－R7／(R7＋R6)〕E ＝｛〔（R7＋R6）（R1＋△R1）－R7（R5＋R1＋△R1）〕／〔（R5＋R1＋△R1）（R7＋R6）〕｝E 设R1＝R5＝R6＝R7，且△R1／R1＝ΔR／R＜＜1，ΔR／R＝Kε，K为灵敏度系数。则Uo≈(1／4)(△R1／R1)E＝(1／4)(△R／R)E＝(1／4)KεE

材料的冲击试验实验报告

材料的冲击试验实验内容及目的 1、测定低碳钢、铸铁和中碳钢的冲击性能指标；冲击韧度a k 2、比较低碳钢与铸铁的冲击性能指标和破坏情况 3、掌握冲击实验方法及冲击试验机的使用实验材料和设备低碳钢、中碳钢、铸铁、冲击试验机、游标卡尺试样的制备按照国家标准GB/T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为并开有或深的形缺口的冲击试样（图1）以及张角深的形缺口冲击试样（图2）。如不能制成标准试样，则可采用宽度为或等小尺寸试样，其它尺寸与相应缺口的标准试样相同，缺口应开在试样的窄面上。冲击试样的底部应光滑，试样的公差、表面粗糙度等加工技术要求参见国家标准GB/T229—1994。（a）（b）图1 夏比U形冲击试样（a）深度为mm 2；（ b）深度为mm 5 图2 夏比V形冲击试样

实验原理实验室将试样放在试验机支座上，缺口位于冲击相背方向，并使缺口位于支座中间，然后将具有一定重量的摆锤举至一定的高度H1，使其获得一定的位能mgH1，释放摆锤冲断试样，摆锤的剩余能量为mgH2，则摆锤冲断试样失去的势能为mgH1-mgH2。如果忽略空气阻力等各种能量损失，则冲断试样所消耗的能量（即试样的冲击吸收功）为: A k=mg(H1-H2)。 A k的具体数值可直接从冲击试验机的表盘上读出，其单位为J，将冲击吸收功A k除以试样缺口底部的横截面积SN（cm2），即可得到试样的冲击韧性值a k。（a）(b) 图3 冲击实验的原理图（a）冲击试验机的结构图（b）冲击试样与支座的安放图实验过程 1、了解冲击试验机的操作规程和注意事项。 2、测量试样的尺寸 3、按“取摆”按钮，摆锤抬起到最高处，并销住摆锤，同时将试样安放好 4、按“退销”按钮，安全销撤掉。 5、按“冲击”按钮，摆锤下落冲击试样。 6、记录冲断试样所需要的能量，取出被冲断的试样。实验数据的记录与计算（1）数据记录与结果

BS EN 10045-11990 金属材料夏比冲击试验第一部分测试方法中文版

BS EN 10045-11990 金属材料夏比冲击试验第一部分测试方法中文版第一部分：测试方法（V和U型缺口）实施对象和领域：本标准详细的描述了金属材料夏比冲击试验的的细节。 3、试验原理：用规定高度的摆锤对处于简支梁扎的缺口试样进行依次性打击，测量试样折断时的冲击吸取功。 4、名词：本标准所适用的名词如表1和图1、图2：表1——名词 5、试样： 5.1 取样数量和取样位置应该在相应的产品标准中作出详细讲明。 5.2 标准试样应该是55mm长，同时它的截面是10mm见方的正方体，在长度的中心部位开有缺口，两种型号的缺口详细讲明如下：

a）V型缺口角度45度，缺口深2mm，缺口弯曲半径0.25mm，如不能制备标准试样，能够采纳宽度7.5mm或5mm等小尺寸试样，缺口应该开在狭窄的一面。 B）U型缺口或锁眼缺口试样，缺口深5mm ,缺口弯曲半径1mm。除了铸造试样缺口所在的两平行表面达到所需要的周密度则能够不进行机加工以外，原则上试样应该机加工完成。 5.3 缺口所在平均平面应垂直于试样的纵轴线。 5.4 试样详细尺寸公差在表2中给出。表2——试样尺寸许用公差

5.5 。。。。。。如果相应的产品标准只能承诺，不管如何，只有两个试样的形状和尺寸相同，那他们的结果比较才有意义。 5.6 机加工应该尽可能的不改变试样的性能，例如，冷热加工应该把对试样的阻碍减到最小。开缺口应该专门小心。 6.1 试验机应该被严格的制造和安装并符合欧洲标准10 045-2的要求。试验机要紧的特点含义见表3。表3——试验机特点

6.2 当摆锤式冲击试验机的冲击能量为（300±10）J并采纳标准试样时，则试验视为在正常条件下进行。在上述条件下确定的缺口冲击功的缩写符号为： ——KU 适用于U型冲击试样 ——KV 适用于V型冲击试样例如： ——KV=121J： ——名义能量300J ——标准V型缺口试样 ——断裂吸取功121J 6.3 试验机有不同的承诺冲击能量，因此在刻度盘上指针所指的冲击能量前应增加KU或KV的标记。例如： KV 150：承诺能量150 J KU 100：承诺能量100 J ——KU 100=65 J ——承诺最大能量100J ——标准U型缺口试样 ——冲击功65 J 6.4 关于V型缺口辅助试样，KV符号后应补上实验机承诺冲击能量和试样的宽度。例如： ——KV300/7.5：可用最大冲击功300 J，试样宽度7.5 mm ——KV150/5：可用最大冲击功150 J，试样宽度5 mm ——KV150/7.5=83 J

传感器实验报告应变片的温度效应及补偿

北京XX大学实验报告课程（项目）名称：实验三应变片的温度效应及补偿学院：自动化专业：自动化班级：学号：姓名：成绩： 2013年12月10日

实验一一、任务与目的了解温度对应变测试系统的影响。二、原理（条件）当应变片所处环境温度发生变化时，由于其敏感栅本身的温度系数，自身的标称电阻值发生变化，而贴应变片的测试件与应变片敏感栅的热膨胀系数不同，也会引起附加形变，产生附加电阻。为避免温度变化时引入的测量误差，在实用的测试电路中要进行温度补偿。本实验中采用的是电桥补偿法三、内容与步骤（1）了解加热器在实验仪所在的位置及加热符号，加热器封装在双平行的上片梁与下片梁之间，结构为电阻丝。（2）将差动放大器的（＋）、（－）输入端与地短接，输出端插口与F／V表的输入插口Vi相连。（3）开启主、副电源，调节差放零点旋钮，使F／V表显示零。再把F／V表的切换开关置2V档，细调差放零点，使F／V表显示零。关闭主、副电源， F／V表的切换开关置20V档，拆去差动放大器输入端的连线。（4）按图接线，开启主副电源，调电桥平衡网络的W1电位器，使F／V表显示零，然后将F／V表的切换开关置2V档,调W1电位器，使F／V表显示零。（5）在双平行梁的自由端（可动端）装上测微头，并调节测微头，使F／V表显示零。（6）将－15V电源连到加热器的一端插口，加热器另一端插口接地；F／V表的显示在变化，待F／V表显示稳定后，记下显示数值(起始-0.60 终止 0.094 温度：)，并用温度计（自备）测出温度(室温)，记下温度值。（注意：温度计探头不要触在应变片上，只要触及应变片附近的梁体即可。）

应变片单臂半桥全桥性能比较实验

应变片单臂半桥全桥性能比较实验 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验应变片基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应 (a) 丝式应变片 (b) 箔式应变片应变片结构图（a）单臂（b）半桥（c）全桥应变片测量电路在差动放大器增益相同的情况下：半桥电压表读数是单臂的两倍，全桥电压表读数是单臂的四倍。因此在整个实验过程中都要保持放大器增益不变。单臂：在应变片测量原理图中R1、R2、R3为固定电阻，RX为金属箔式应变片。半桥：在应变片测量原理图中R1、R2、为固定电阻，R3、RX为金属箔式应变片。R3与RX符号相反。

全桥：在应变片测量原理图中R1、R2、R3、RX全为金属箔式应变片。全桥实验时图中四个电阻均为金属箔式应变片，接线时两相邻的应变片的位置符号相反，对应位置的应变片符号相同。应变片测量原理图实验步骤：一、调零： 1、按图接线差动放大器调零接线示意图 2、增益电位器RW3顺时针轾轻转到底再逆时针回调1圈，再调RW4使电压表在 200mv时显示为零。二、单臂实验： 1、按图接线后用RW1调零。 2、把10个20克的法码放到托盘上调增益RW3使电压表显示为50mv。 3、把法码全取下再依放上读取数据填于表中。 4、关闭电源，取下法码。应变片单臂电桥性能实验数据应变片单臂电桥实验接线示意图三、半桥实验： 1、按图接线。应变片半桥实验接线示意图 2、用RW1调零(增益RW3和放大器调零RW4保持在单臂实验壮态不变) 。

常温冲击试验

实验四、常温下材料的冲击试验一、实验目的 1、了解冲击实验原理和冲击实验机的主要结构 2、掌握金属材料常温下冲击韧度的测量方法 3、了解脆性材料和塑性材料冲击断裂断口宏观形貌特征。二、实验原理金属构件在实际工程应用中，不仅承受静载荷作用，有时还要在短时间内承受突然施加的载荷的作用，即受到冲击载荷的作用。材料受冲击载荷时的力学性能与静载荷时显著不同。为了评定材料承受冲击载荷的能力，揭示材料在冲击载荷下的力学行为，需要进行冲击实验冲击实验是把要实验的材料制成规定形状和尺寸的试样，在冲击实验机上一次冲断，根据冲断试样所消耗的功或试样断口形貌特点，得到材料的冲击韧度和冲击吸收功。这些冲击性能指标对材料的韧脆程度及冶金质量、内部缺陷等情况非常敏感，因此可用冲击实验来评定材料的韧脆程度并检查材料的冶金质量和热加工产品质量。实验室普遍采用的冲击实验为一次摆锤冲击实验。如图所示。实验时将材料制成带缺口的标准试样，如图所示。试样水平放在实验机支座上，缺口位于冲击相背方向。然后将具有一定质量G 的摆锤举至一定高度H ，使其具有一定的势能GH 1。释放摆锤冲断试样摆锤的剩余能量为GH 2，则摆锤冲断试样失去的能量为GH 1- GH 2，此即为试样变形和断裂所吸收的功，称为冲击功，用A k 表示，单位为J ，用试样断口处单位面积上所消耗的冲击吸收功大小来衡量材料的冲击韧度，即 αK =Ak/F=G （H 1-H 2）/F 本实验分别以低碳钢和铸铁为原料制成缺口冲击试样，测定其在相同冲击能量下的冲击韧度的大小，从而评定这两种材料的韧脆程度并区别其断口宏观形貌。三、冲击试样尺寸按照国家标准GB /T229—1994《金属夏比缺口冲击试验方法》，金属冲击试验所采用的标准冲击试样为 mm 55mm 10mm 10??并开有mm 2或mm 5深的U 形缺口的冲击试样（图1-8）以及 45张角mm 2深的V 形缺口冲击试样（图1-9）。夏比U 形冲击试样（a ）深度为mm 2；（b ）深度为mm 5

电阻应变片的三个实验

第一章传感器实验台介绍ZY13Sens12SB传感器技术实验台由主控台、三源板（温度源、转动源、振动源）、18个传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验桌等六部分组成。一、实验台的组成 1、主控台部分：提供高稳定的±15V、＋5V、±2V±4V±6V±8V±10V可调及＋2V－＋24V可调四种直流稳压电源；主控台面板上还装有测电压、气压、频率、转速的数显表及计时表。音频信号源（音频振荡器）1kHz~10kHz（可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz~30Hz(可调)；气压源0－20kpa可调；高精度温度转速两用仪表（控制精度±0.5℃），RS232计算机串行接口；流量计；漏电保护器。其中电源、音频、低频、均具有断电保护功能。±2V±4V±6V±8V±10V电源与其它电源、信号Fin、Vin部分不共地。如果与其它电源同时使用时，应将其共地。因断路无输出重新开机即恢复正常。调节仪置内为温度调节、置外为转速调节。 2、三源板：装有振动源1Hz－30Hz（可调）；旋转源0－2400转／分（可调）；加热源常温＜150℃（可调）。 3、传感器：包括：电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式传感器、霍尔式传感器、霍尔转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、集成温度传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八种。 4、实验模块部分：应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相／相敏检波／滤波十个模块。 5、数据采集卡及处理软件：数据采集卡采用12位A／D转换、采样速度1500点／秒，采样速度可以选择，既可单独采样亦能连续采样。标准RS232接口，与计算机串行工作。具有网络监控功能和用户认证功能；提供的处理软件有良好的计算机显示界面，可以进行实验项目选择与编辑，数据采集，特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等。二、电路原理传感器模块电路原理图见模块正面三、使用方法

实验五聚合物材料冲击强度的测定(定稿)

实验五聚合物材料冲击强度的测定一、实验目的 1. 了解高分子材料的冲击性能； 2. 理解摆锤式抗冲击强度试验机的原理； 3. 掌握冲击强度的测试方法；二、实验原理冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面所吸收的能量。 ()=/K A bh α 式中，K α为冲击强度；单位为J/cm 2；A 为冲断试样所消耗的功；b 为试样宽度；h 为试样厚度。冲击强度的测试方法很多，应用较广的有以下三种：（1）摆锤式冲击试验；（2）落球法冲击试验；（3）高速拉伸试验。本实验采用摆锤式冲击试验法。摆锤冲击试验，是将标准试样放在冲击机规定的位置上，然后让重锤自由落下冲击试样，测量摆锤冲断试样所消耗的功，根据上述公式计算试样的冲击强度。摆锤冲击试验机的基本构造有3部分：机架部分、摆锤冲击部分和指示系统部分。根据试样的按放方式，摆锤式冲击试验又分为简支梁型(Charpy 法)和悬臂梁型。前者试样两端固定，摆锤冲击试样的中部；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。如图1所示。图1摆锤冲击试验中试样的安放方式试样可采用带缺口和无缺口两种。采用带缺口试样的目的是使缺口处试样的截面积大为减小，受冲击时，试样断裂一定发生在这一薄弱处，所有的冲击能量都能在这局部的地方被吸收，从而提高试验的准确性。测定时的温度对冲击强度有很大影响。温度越高，分子链运动的松弛过程进行越

快，冲击强度越高。相反，当温度低于脆化温度时，几乎所有的塑料都会失去抗冲击的能力。当然，结构不同的各种聚合物，其冲击强度对温度的依赖性也各不相同。湿度对有些塑料的冲击强度也有很大影响。如尼龙类塑料，特别是尼龙6、尼龙66等在湿度较大时，其冲击强度更主要表现为韧性的大大增加，在绝干状态下几乎完全丧失冲击韧性。这是因为水分在尼龙中起着增塑剂和润滑剂的作用。试样尺寸和缺口的大小和形状对测试结果也有影响。用同—种配方，同一种成型条件而厚度不同的塑料作冲击试验时，会发现不同厚度的试样在同一跨度上作冲击试验，以及相同厚度在不同跨度上试验，其所得的冲击强度均不相同，且都不能进行比较和换算。而只有用相同厚度的试样在同一跨度上试验，其结果才能相互比较，因此在标准试验方法中规定了材料的厚度和跨度。缺口半径越小，即缺口越尖锐，则应力越易集中，冲击强度就越低。因此，同一种试样，加工的缺口尺寸和形状不同，所测得冲击强度数据也不——样。这在比较强度数据时应该注意。三、实验仪器和材料 1、试验机试验机为摆锤式（悬臂梁），并由摆锤、试样支座、能量指示机构和机体等主要构件组成。能指示试样破坏过程中所吸收的冲击能量。 2、摆体摆体是试验机的核心部分，它包括旋转轴、摆杆、摆锤和冲击刀刃等部件。旋转轴心到摆锤打击中心的距离与旋转轴心至试样中心距离应一致。两者之差不应超过后者的±1%。冲击刀刃规定夹角为30士1o。端部圆弧半径为2.0士0.5 mm。摆锤下摆时，刀刃通过两支座问的中央偏差不得超过士0.2 mm，刀刃应与试样的冲击面接触。接触线应与试样长轴线相垂直，偏差不超过士2o。 3、试样支座为两块安装牢固的支撑块，能使试样成水平，其偏差在1/20以内。在冲击瞬间应能使试样打击面平行于摆锤冲击刀刃，其偏差在1/200以内。支撑刃前角为 5o，后角为10士1o，端部圆弧半径为1mm。 4、能量指示机构能量指示机构包括指示度盘和指针。应对能量度盘的摩擦、风阻损失和示值误差做准确的校正。 5、机体机体为刚性良好的金属框架，并牢固地固定在质量至少为所用最重摆锤质量40倍的基础上。本试验采用带缺口试样。试样表面应平整、无气泡、裂纹、分层和明显杂质。试样缺口处应无毛刺。

EN+金属材料夏比冲击试验(中文)

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EN10045 中文版金属材料夏比冲击试验第一部分：测试方法（V和U型缺口） 1、实施对象和领域： 1.1本标准详细的描述了金属材料夏比冲击试验的的细节。 2、涉及标准： 3、试验原理：用规定高度的摆锤对处于简支梁扎的缺口试样进行依次性打击，测量试样折断时的冲击吸收功。 4、名词：本标准所适用的名词如表1和图1、图2：表1——名词涉及名词名称单位 (看图1和图2) 1 试样长度mm 2 试样厚度mm 3 试样宽度mm 4 缺口处材料厚度mm 5 缺口角度Degree 6 缺口半径mm 7 砧骨距离mm 8 砧骨半径mm 9 每个枕骨锥形角度Degree 10 摆锤锥形角度Degree 11 摆锤弯曲半径mm 12 摆锤宽度mm KU或KV冲击功Joule

5、试样： 5.1 取样数量和取样位置应该在相应的产品标准中作出详细说明。 5.2 标准试样应该是55mm长，并且它的截面是10mm见方的正方体，在长度的中心部位开有缺口，两种型号的缺口详细说明如下： a）V型缺口角度45度，缺口深2mm，缺口弯曲半径0.25mm，如不能制备标准试样，可以采用宽度7.5mm或5mm等小尺寸试样，缺口应该开在狭窄的一面。 B）U型缺口或锁眼缺口试样，缺口深5mm ,缺口弯曲半径1mm。除了铸造试样缺口所在的两平行表面达到所需要的精密度则可以不进行机加工以外，原则上试样应该机加工完成。 5.3 缺口所在均匀平面应垂直于试样的纵轴线。 5.4 试样详细尺寸公差在表2中给出。表2——试样尺寸许用公差名称 U型冲击试样V型冲击试样名义尺寸机械公差名义尺寸机械公差 ISO符号 ISO符号长度55mm ±0.60m m j s 15 55mm ±0.60mm j s 15 厚度10mm ±0.11m m j s 13 10mm ±0.60mm j s 12 宽度标准试样10mm ±0.11m m j s 13 10mm ±0.11mm j s 13 小尺寸试样7.5mm ±0.11mm j s 13 小尺寸试样5mm ±0.06mm j s 12 缺口角度45o±2o 缺口处材料厚度5mm ±0.09m m j s 13 8mm ±0.06mm j s 12 缺口半径1mm ±0.07m j s 12 0.25mm ±0.025m

应变片性能实验

实验一应变传感器的性能研究一、实验类型：验证性实验。二、实验目的 1. 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式； 2. 测试应变梁变形的应变输出； 3. 验证单臂、半桥、全桥测量电桥的输出关系，比较不同桥路的功能。三、实验内容 1. 设计并实现应变传感器的测试桥路； 2. 测量单臂、半桥、全桥测量电桥的输出，记录数据、绘制关系曲线，并分析。四、实验原理 1. 本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/ R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，∑?= R R R ；当二个应变片组成差动状态工作，则有 2R R R ?= ∑；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1= R2 = R3 = R4 = R ，4R R R ?= ∑。由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。 2. 已知单臂、半桥和全桥的 R ∑分别为ΔR/R 、2ΔR/R 、4ΔR/ R 。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4E R ??∑，电桥灵敏度//Ku V R R =?，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。由此可知，当E 和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。五、实验要求 1. 熟悉CSY 系统传感器实验系统； 2. 能自行设计实现应变式传感器的测量桥路； 3. 掌握应变式传感器的各种测量电路的性能。六、实验仪器设备主机箱中的±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V 直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。

金属箔式应变片性能实验报告

实验报告姓名：学号：班级：实验项目名称：实验一金属箔式应变片性能——单臂电桥，半桥实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况；：验证单臂、半桥性能及相互之间关系。实验原理：单臂、半桥、全桥是指在电桥组成工作时，有一个桥臂、二个桥臂、全部四个桥臂（用应变片）阻值都随被测物理量而变化。电桥的灵敏度：电桥的输出电压（或输出电流）与被测应变在电桥的一个桥臂上引起的电阻变化率之间的比值，称为电桥的灵敏度。如图是直流电桥，它的四个桥臂由电阻R1、R2、R3、R4组成，U。是供桥电压，输出电压为：当R1×R3=R2×R4则输出电压U为零，电桥处于平衡状态。如果将R4换成贴在试件上的应变片，应变片随试件的受力变形而变形，引起应变片电阻R4的变化，平衡被破坏，输出电压U发生变化。当臂工作时，电桥只有R4桥臂为应变片，电阻变为R＋R，其余各臂仍为固定阻值R,代入上式有组桥时，R1和R3，R2和R4受力方向一致。实验步骤（电路图）：（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。（2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。

（3）根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。图1金属箔式应变片性能—单臂电桥电路（4）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F／V表显示最小，再旋动测微头，使F／V 表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。（5）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F／V表显示的值。建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm 记一个数值填入下表：（6）据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F ／V表显示的电压相应变化）。 (7) 将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F／V表显示表显示为零，重复（5）过程同样测得读数，填入下表：实验结果及分析：单臂电桥结果：位移（mm）-1.0 -0.5 0.5 1.0 1.5 电压（mv）-0.057 -0.044 0.012 0.025 0.036 灵敏度计算：电压变化的平均值=0.013mv S=ΔV／ΔX=0.026mv/mm 结果分析：半桥的灵敏度是单臂电桥灵敏度的2倍。实验中的注意事项及实验感想、收获或建议等：

应变片的温度误差及补偿

应变片的温度误差及补偿 1. 应变片的温度误差由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差, 称为应变片的温度误差。产生应变片温度误差的主要因素有: 1) 电阻温度系数的影响敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示： Rt=R0 （1+ α 0 Δ t ）(3 - 14) 式中: Rt——温度为t ℃时的电阻值; R0——温度为t 0 ℃时的电阻值; α 0——金属丝的电阻温度系数; Δ t——温度变化值, Δ t=t -t0 。当温度变化Δ t 时, 电阻丝电阻的变化值为 Δ Rt=Rt- R0= R0 α 0 Δ t （3 - 15 ） 2) 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时, 不论环境温度如何变化, 电阻丝的变形仍和自由状态一样, 不会产生附加变形。当试件和电阻丝线膨胀系数不同时, 由于环境温度的变化, 电阻丝会产生附加变形, 从而产生附加电阻。设电阻丝和试件在温度为0 ℃时的长度均为L0 ，它们的线膨胀系数分别为β s 和β g, 若两者不粘贴, 则它们的长度分别为

Ls= L0 （1+ β s Δ t ）（3 - 16 ） Lg= L0 （1+ β g Δ t ）（3 - 17 ）当二者粘贴在一起时, 电阻丝产生的附加变形Δ L, 附加应变εβ和附加电阻变化Δ R β分别为 Δ L= Lg - Ls = （β g- β s ）L0 Δ t (3 - 18) εβ = Δ LL0= （β g- β s ）Δ t (3 - 19) Δ R β = K0 R0 εβ = K0 R0( β g- β s) Δ t (3 - 20) 由式（3 - 15 ）和式（ 3 - 20 ）, 可得由于温度变化而引起应变片总电阻相对变化量为折合成附加应变量或虚假的应变ε t, 有由式（3 - 21 ）和式（ 3 - 22 ）可知, 因环境温度变化而引起的附加电阻的相对变化量, 除了与环境温度有关外, 还与应变片自身的性能参数（K0 ，α 0 ，β s ）以及被测试件线膨胀系数β g 有关。 2. 电阻应变片的温度补偿方法电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿法和应变片自补偿两大类。 1) 线路补偿法

金属系列冲击实验

实验名称：金属系列冲击试验一、试验目的 1、通过测定低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，断口脆性断面率，观察比较金属韧脆转变特性。 2、结合夏比冲击试验归纳总结降低金属韧性的致脆因素。二、试验要求：按照相关国标标准（GB/T229-1994金属夏比缺口冲击试验方法）要求完成试验测量工作。三、试验原理本试验的原理为：韧性是材料承受载荷作用导致发生断裂的过程中吸收能量的特性。冲击试验是在高速载荷的作用下材料韧性的通用试验方法，试验测量结果为冲击吸收功。采用系列冲击试验，即测定材料在不同温度下的冲击吸收功，可以确定其韧脆转变温度。四、试验准备内容 1、试验材料与试样 ①本次试验的材料为：Q235低碳钢、T8钢和纯铁。 ②本次试验的试验选择应依照国标要求，试样为缺口深度为2mm的标准夏比U 型缺口冲击试样，试样的具体尺寸及公差如图1所示： 2、试验测试内容与相关的测量工具、仪器、设备 ①试验测试内容

试验中所需测量的物理量：低碳钢、工业纯铁和T8钢在不同温度下的冲击吸收功，脆性区各边长度 ②测量工具、仪器、设备 1. 冲击试验机JB-300B，主要性能指标如下：最大冲击能量：300J 摆锤预扬角：150° 摆轴中心至打击中心的距离：750mm 冲击速度：5.2m/s 试样支座跨距：40mm 试样支座端圆弧半径：R1-1.5mm 冲击刀圆弧半径：R2-2.5mm 冲击圆弧半径：30° 冲击刀厚度：16mm 2.杜瓦瓶 3.工具显微镜 4.温度计 3、试验步骤或程序 1.每个人分别从样品盒中取一块样品并对样品编号以作区分。 2.保温温度分别设有80o C，室温，0o C，-20o C，-30o C，-40o C，-60o C，在确定好各自样品的保温温度后，用夹具正确地将样品置于杜瓦瓶内，让样品连同夹具与温度计保温5min以上。对于低温试样，使用液氮对样品进行降温，低温时的保温时间应从温度低于预设值计起，当瓶内温度高于预设值时，适当补充液氮进行降温。保温时间超过5min以后，待温度回升至比预设值低0.5o C左右时，即可取出样品。 3.取出经保温处理的样品，在冲击试验机上进行冲击实验，记录所得冲击功。 4.观察比较断口形貌并记录之。 5.对于非纯脆断或非纯韧断的样品，使用工具显微镜测量样品脆性区的各边长度，求起面积，进而得出断口脆性断面率并记录下来。五、实验数据处理一、数据记录 1、不同温度试样冲击功及断口脆性断面率记录如表1、表2所示。

实验力学习题

实验力学习题 1. 如图(a)所示的平板拉伸试件受轴向力F 作用，试件上粘贴两枚应变片1R 、2R ，其应变值分别为1ε、2ε，由1R 、2R 组成图（b ）所示半桥测量电路（R 为标准电阻），这时应变仪读数为。 1ε B 2(1)με+ C 1(1)με- D 2(1)με- 2. 作用，用应变片测出的是。 C 线应变 D 扭矩 3. 4. 5. 电测中的零点漂移由哪些原因造成？怎样减少零点漂移造成的误差？ 6. 常用电阻应变片的电阻值为多少？灵敏系数为多少？选择高阻值应变片测量有哪些好处？ 7. 举出几种（最少4种）常用应变片的特点及用途？ 8. 简述静态电阻应变仪中双电桥电路工作原理。 9. 简述悬臂梁式位移传感器的工作原理. 10. 简述扭矩传感器的工作原理。 11. 将847、830和-530按2×10的修约间隔进行修约。 12. 将847.25、838.38和-530.75按0.5的修约间隔进行修约。 13. 图示简支梁有一段等弯矩区,当施加荷载F 时,可用搁在梁上的三点挠度计测得挠度计中点的相对挠度f 。一枚应变片沿纵向粘贴于梁等弯矩段的下表面，以惠斯登电桥测量其电阻值。试由表中给出的数据确定应变片的灵敏系数。其中梁高 15h mm =，挠度计跨径mm L 300=。 C D (a) (b)

14. 一枚应变片（120R =Ω， 2.0K =）粘贴于轴向拉伸试件表面，应变片轴线与试件轴线平行。试件材料为碳钢，弹性模量210E GPa =。若加载到应力300MPa σ=，应变片的阻值变化多少？如将此应变片粘贴于可产生较大弹性变形的试件，当应变从零增加到 5000με时，应变片阻值变化多少？若应变片为半导体应变片(120R =Ω，100K =)，当试件上的应力300MPa σ=时，应变片阻值变化多少？ 15. 某批丝绕式应变片3%H =，在00.30μ=的梁上标定其灵敏系数。现将其用于铝（0.36μ=）的试件上测应变，设有三个测点，应变片的安装方位和测点处的应变状态分别使(a) L B εε= (b) L B εε=-和(c) B L εμε=-。试计算每种情况下由于横向效应造成的应变计数的相对误差。 16. 图示在拉伸试件上粘贴四枚相同的应变片，a)、b ）、c ）、d ）是四种可能的接桥方法（R 是标准电阻），试求b ）、c ）、d ）三种接法的电桥输出电压对接法a)输出电压的比值（不考虑温度效应）。 65810α-=? 1/℃。当试件在外荷载作用下，应变片上的应变为100εμε=时，温度改变1℃。试求由于温度变化所引起的应变片阻值的改变量与外荷载作用所引起的改变量之比。 C

实验三__应变片全桥性能实验

实验三应变片全桥性能实验一、实验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。掌握测量方法。二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。应变片全桥特性实验原理如图3—1所示。应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压Uo≈(△R／R)E＝KεE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。图3—1应变片全桥性能实验接线示意图三、需用器件和单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。四、实验步骤：将实验数据填入表3作出实验曲线并进行灵敏度和非线性误差计算。实验完毕，关闭电源五、实验结果及分析位移（mm）0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 电压（mv）0 -0.03 -0.07 -0.10 -0.14 -0.17 -0.20 位移（mm）-3.5 -4.0 -4.5 -5.0 -5.5 电压（mv）-0.23 -0.27 -0.30 -0.34 -0.37 位移（mm）0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 电压（mv）0.01 0.05 0.09 0.13 0.18 0.23 0.27

位移（mm） 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 电压（mv）0.32 0.36 0.41 0.46 0.51 最小二乘法拟合如图所示由此可知灵敏度为0.07935，经计算最大非线性误差为0.039mv，线性度为7.69%。六、实验心得实验中应变梁的自由端产生负位移后，重新回到位移原点时，其电压值并不为零，这体现了传感器的迟滞。迟滞误差在本次拟合中修正了。

实验五 金属箔式应变片的温度影响实验