机械工程实验五 复杂应力电测实验(2H)
机械工程测试技术实验指导书(终稿)
机械工程测试技术实验指导书(终稿)机械工程测试技术实验指导书主编：朱红瑜河南工业大学机电工程学院学生实验须知 1 每次实验之前必须仔细阅读实验指导书中相应部分的内容。
2 必须遵守实验室各项规章制度，并按预先编组在规定实验台位进行实验，未经许可不准擅自调换台位。
3 同学们应爱护国家财产，认真按照操作规程和指导教师指导进行各项实验操作。
4 不准随意拆装仪器，随意玩弄各操作按钮，开关等。
凡违返规定者视情节轻重作严肃处理，造成仪器设备损坏者一律照价赔偿。
5 同一台位的同学对本台位仪器设备、工具、材料共同负责，实验结束时应报告实验老师检查。
如有丢失、损坏情况发生，在同一台位同学无自动承担责任时该台位实验同学共同承担赔偿。
2目录实验一电阻应变片及电桥特性实验实验三电容传感器特性及相敏电路特性实验实验四滤波器滤波特性实验实验五*虚拟仪器振动测试实验注：带*的实验项目为综合性实验 4 3 10 12 15 实验一电阻应变片及电桥特性实验一、实验目的1、了解电阻应变片的结构。
2、观察应变效应，掌握应变片的作用。
3、熟悉应变片电桥的各种接法及其输出特性。
二、实验仪器及设备SET-N传感器实验仪所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、应变片、F/V表、主、副电源。
三、有关旋钮的初始位置直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。
四、实验原理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，ΣR=R=?R；当二个应变片组成差动状态工作，则有ΣR2?R；用四个应变片组成二个差对工作，且R1=R2=R3=R4=R，R4?RR= 。
实验五 复杂应力电测实验(2H)
机械工程基础实验实验报告书实验项目名称: 复杂应力电测实验学年：学期：入学班级：专业班级：学号：姓名：联系电话：指导老师：1复杂应力实验设计(预习报告)[注：同学们在上课前需完成预习报告，并交老师检查后方可进行实验] 一、 实验目的 设计出为间接测量主应力1σ及3σ而所需的应变片组分布方案。
二、 画出应变片组的几种常见分布形式三、 应变片组分布设计理论推导 a) 根据主应力公式=1σ =3σ为得到1σ及3σ，必须先求出X σ,Y σ及XY τ b) 根据广义虎克定律公式（推导一般公式）=x σ Y σ= XY XY G γτ=为得到X σ,Y σ及XY τ，必须先求出X ε，Y ε及XY γ C ）根据任意角度应变公式a a a a XY Y X a cos sin sin cos 22γεεε-+=为得到X ε，Y ε及XY γ，必须建立三个方向1a 、2a ，及3a 的应变公式进行联立求解，显然1a ε，2a ε及3a ε可以由电测法直接测出，可以看作已知值。
（问题得到解决）四、 画出自己设计的应变花分布图并写出1σ及3σ的表达式（要求：有推导步骤，可写在背面）1=a ε 度；2=a ε 度；3=a ε 度),,(3211a a a f εεεσ== ),,(3213a a a f εεεσ==实验五复杂应力电测实验（2H）一、实验目的二、实验设备1.多用应力实验台(图1)C图 13三、 实验设计方案（测量位置选择在AA ‘截面的最顶点（图2））目标：测量主应力（）及31σσ以及弯矩（M ）和扭矩（M n ） 提示：Z x W M=σ，nn xy W M ==max ττ图2应变花。
复杂应力电测实验
由于仪器每个通道（惠斯登电桥） 的A接线柱内部连通，因此，可以转换为 下图
C
¼桥每通道独立补 偿
C
R3 A
R1
B B B
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因此，工作片一端接 接线柱 接线柱， 因此，工作片一端接A接线柱， 一端接B接线柱 接线柱， 接线柱代表了通道 一端接 接线柱，B接线柱代表了通道 号
σx τ xy
π
τ xy
σx
σmax =
M Pb = =σ X W W Z Z
其中：
WZ = Wn =
32D
4 4 (D − d )
(D Mn Pa 16D τmax = = =τ Xy W W n n 将σ x , σ y 和τ xy 带入主应力计算公式（σ y = 0)
π
4
−d4)ห้องสมุดไป่ตู้
σx −σy 最 主 力 1 σx +σy 大 应 σ 2 = ± ( ) +τxy 最 主 力 3 小 应 σ 2 2
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5．主应力σ 1 及σ 3电测方法 ．
σx −σy 2 2 最 主 力 1 σx +σy 大 应 σ ± ( ) +τxy = 最 主 力 3 小 应 σ 2 2
1） σx 和τxy 的求解 ）
由于要求出最大主应力σ1和最小主应力σ3，必须先求出σx和τxy（ σy =0） 根据广义胡克定律有： 1 1
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注意事项
1、加砝码要注意轻拿轻放，避免冲击，摇晃 2、是在加所有砝码之前进行调“平衡” 3、信号采集分析仪显示的通道号（数码管显示的左边数据）与所 测应变片的方向没有对应关系。
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应力应变电测实验报告
应力应变电测实验报告应力应变电测实验报告一、引言应力应变电测是一种常用的实验方法，用于研究材料在受力作用下的变形行为。
本实验旨在通过测量材料在不同应力下的应变，了解材料的力学性能，并探讨应力与应变之间的关系。
二、实验装置与原理本实验使用了一台电测应变计和一台应力测量仪器。
电测应变计是一种用于测量材料应变的传感器，它基于电阻应变效应，通过测量电阻的变化来间接测量材料的应变。
应力测量仪器则用于测量施加在材料上的力，它可以通过应变计的输出电信号和已知的材料几何尺寸来计算出材料的应力。
三、实验步骤1. 将待测材料固定在实验台上，并将电测应变计粘贴在材料的表面。
2. 调整应力测量仪器，确保其与材料的接触稳定，并校准零点。
3. 逐步施加不同大小的力，记录下相应的应变和应力数值。
4. 根据测得的数据，绘制应力-应变曲线。
四、实验结果与分析通过实验测得的数据，我们可以绘制出应力-应变曲线。
该曲线通常呈现线性关系，即在一定范围内，应力与应变成正比。
这表明材料在小应力下具有良好的弹性行为，即在去除外力后能够完全恢复到初始形态。
然而，在超过一定应力阈值后，材料开始显示出塑性行为，即应变随应力的增加而不再线性增加。
这是由于材料内部的晶体结构发生了变化，导致材料的形态不可逆地改变。
五、实验误差与改进在实验过程中，由于各种因素的存在，可能会导致测量结果存在一定的误差。
例如，材料表面的不平整、应变计的粘贴不牢固等都会影响测量精度。
为了减小误差，可以采取以下改进措施：1. 确保材料表面的平整度，可以通过研磨或抛光来达到较好的效果。
2. 应变计的粘贴要牢固可靠，可以使用专用的胶水或固定夹具来加强固定。
3. 实验过程中要注意排除外界因素的干扰，如温度变化、材料的非均匀性等。
六、实验应用与展望应力应变电测实验在材料科学与工程领域有着广泛的应用。
通过测量材料的应力与应变关系，可以评估材料的强度、刚度等力学性能，为材料的设计与选用提供依据。
机电工程测试技术实验指导书
目录传感器系统综合实验台使用说明 (2)实验一金属箔式应变计性能——应变电桥 (8)实验二半导体应变计直流半桥测试 (11)实验三温度传感器——铂热电阻 (13)实验四电感式传感器——差动变压器的标定 (15)实验五光电传感器——光敏电阻实验 (17)实验六光纤传感器——位移测量 (19)实验七霍尔式传感器——直流激励特性 (21)实验八电涡流传感器——静态标定 (23)实验九光栅传感器——衍射演示及测距实验 (25)使用说明传感器系统综合实验台为完全模块式结构，分主机、实验模块和实验桌三部分。
根据用户不同的需求分为基本型和增强性两种配置。
主机由实验工作平台，传感器综合系统、高稳定交、直流信号源，温控电加热源，旋转源、位移机构、振动机构、仪表显示、电动气压源、数据采集处理和通信系统（RS232接口）、实验软件等组成。
全套12个实验模块中均包含一种或一类传感器及实验所需的电路和执行机构（位移装置均由进口精密导轨组成，以确保纯直线性位移），实验时模块可按实验要求灵活组合，仪器性能稳定可靠，方便实用。
传感器包括：（基本型含24种传感器，序号1.1-1.24。
增强型含28种传感器，序号1.1-1.28）1.1 金属箔式应变传感器（箔式应变片工作片4片；温度补偿片2片,应变系数：2.06，精度2%）1.2 称重传感器（标准商用双孔悬臂梁结构，量程0~500g，精度2%）1.3 MPX扩散硅压阻式压力传感器（差压式，量程0~50KP，精度3%）1.4 半导体应变传感器（BY350，工作片2片，应变系数120）1.5 标准K分度热电偶，（量程0~800℃，精度3%）1.6 标准E分度热电偶，（量程0~800℃，精度3%）1.7 MF型半导体热敏传感器（负温度系数，25℃时电阻值10K）1.8 Pt100铂热电阻（量程0~800℃，精度5%）1.9 半导体温敏二极管（精度5%）1.10 集成温度传感器（电流型，精度2%）1.11 光敏电阻传感器（cds器件，光电阻≥2MΩ.1.12 光电转速传感器（近红外发射-接收量程0~2400转/分）1.13 光纤位移传感器（多模光强型，量程≥2mm,在其线性工作范围内精度5%）1.14 热释电红外传感器（光谱响应7~15μm，光频响应0.5~10HZ）。
电测应力实验报告
电测应力实验报告电测应力实验报告引言：应力是物体内部的力，它描述了物体受力后产生的形变程度。
电测应力实验是一种常用的测量应力的方法，通过电阻应变片测量电阻值的变化，进而计算出应力的大小。
本实验旨在通过电测应力实验，探究应力的测量原理和方法，并分析实验结果。
实验原理：电测应力实验基于应变电阻效应，即材料的电阻值随应变的变化而发生改变。
应变电阻片是一种特殊的电阻片，其电阻值随着应力的变化而产生微小的变化。
通过测量电阻值的变化，可以计算出应力的大小。
实验步骤：1. 准备工作：将应变电阻片粘贴在试样上，并连接电路。
2. 施加载荷：在试样上施加一定的力，使其发生形变。
3. 电阻测量：使用电阻计测量应变电阻片的电阻值。
4. 记录数据：记录不同加载下的电阻值，并计算应力。
实验结果：通过实验测量得到的电阻值可以计算出应力的大小。
根据实验数据可以绘制应力-应变曲线，进一步分析材料的力学性质。
通过实验结果可以得出材料的弹性模量、屈服强度等重要参数，为材料的设计和应用提供依据。
实验误差：在实际实验中，由于测量设备和试样本身的不完美，会引入一定的误差。
例如，电阻计的精度、应变电阻片的粘贴质量等都会对实验结果产生影响。
为了减小误差，可以进行多组实验数据的平均值计算，并进行数据处理和统计分析。
实验应用：电测应力实验在工程领域有着广泛的应用。
例如，在航空航天、汽车制造、建筑结构等领域，需要对材料的应力进行准确测量，以确保结构的安全性和可靠性。
电测应力实验可以帮助工程师了解材料的性能，优化设计方案，提高产品质量。
结论：通过电测应力实验，我们可以准确测量材料的应力，并得到材料的力学性质参数。
电测应力实验是一种简便、可靠的方法，广泛应用于工程实践中。
在实际应用中，我们需要注意实验误差的控制，以提高实验结果的准确性。
电测应力实验为材料的设计和应用提供了重要的参考依据，对于工程领域的发展具有重要意义。
总结：电测应力实验是一种重要的实验方法，通过测量电阻值的变化来计算应力的大小。
一点的应力状态电测实验报告
一点的应力状态电测实验报告一点的应力状态电测实验报告复杂应力状态主应力测定实验报告使用设备名称与型号同组人员实验时间一、实验目的二、实验设备与仪器三、实验原理四、实验操作步骤五、实验结果及分析计算1、实验数据应变花位置：方向45°0°-45°载荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//应变花位置：方向45°0°-45°载荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//应变花位置：方向45°0°-45°载荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//2、结果计算六、思考题试分析理论值和实验值的误差及产生误差的可能因素。
七、实验中的收获、感想与建议-3-扩展阅读：12年电测实验报告(电子版)哈尔滨工程大学实验报告实验名称：电子测量实验1、常用电子仪器主要性能指标的检验及波形参数的测量2、有源滤波器频率特性测量班级：学号：姓名：实验时间：202*-10-XX成绩：指导教师：李思纯哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制实验一一、实验名称：常用电子仪器主要性能指标的检验及波形参数的测量二、实验目的1)掌握电子测量实验中常用电子仪器主要性能指标的检验方法。
2)掌握电子测量实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、频率计、万用表的原理及正确使用方法。
3)掌握用双踪示波器观察典型信号波形和读取波形参数的方法。
4)了解交流电压测量的基本原理，掌握有效值、平均值、峰值之间的换算关系并对几种典型电压波形进行参数测量。
三、实验原理、内容与实验步骤1．示波器探头校正将示波器探头一端拧入示波器垂直通道CH1(或CH2)输入端，探针连接到示波器标准方波信号输出端，若示波器显示波形为理想方波，则探头校正完毕。
若显示非理想方波，需调整探头中补偿电容C，直到调出最佳方波为止。
《机械工程测试技术》实验指导书.
《机械工程测试技术》实验指导书山东大学机械工程学院实验中心2008年2月目录实验一信号分析实验——————2实验二传感器的标定实验——————8实验三测试装置特性实验——————————15实验四静态应力应变测试实验——————23实验五动态应力应变测试实验——————33实验六机械振动测试梁的固有频率测定实验————42 实验七传感器应用---转速测量实验————48实验八扭转振动测量实验————————38实验九设计实验—————————————50实验一信号分析一、实验目的1.掌握信号时域参数的识别方法，学会从信号时域波形中观察和获取信号信息。
2.加深理解傅立叶变换的基本思想和物理意义，熟悉典型信号的频谱特征，掌握使用频谱分析提取测量信号特征的方法。
3.理解信号的合成原理，观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。
4. 初步了解虚拟仪器的概念。
二、实验原理1．信号时域分析信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。
信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。
通过本实验熟悉时域参数的识别方法，能够从信号波形中观测和读取所需的信息，也就是具备读波形图的能力。
2信号频谱分析信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。
频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。
信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。
工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部和虚部为纵坐标画图，称为时频－虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值。
和相位为纵坐标画图，则称为幅值－相位谱。
附：软件介绍机械工程测试实验程序是以LabVIEW为平台开发的虚拟仪器软件，程序包含了信号分析、信号合成、采样定理、窗函数、相关分析等子程序。
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机械工程基础实验
实验报告书
实验项目名称: 复杂应力电测实验
学年：学期：
入学班级：
专业班级：
学号：
姓名：
联系电话：
指导老师：
复杂应力实验设计(预习报告)
[注：同学们在上课前需完成预习报告，并交老师检查后方可进行实验] 一、 实验目的 设计出为间接测量主应力1σ及3σ而所需的应变片组分布方案。
二、 画出应变片组的几种常见分布形式
三、 应变片组分布设计理论推导 a) 根据主应力公式
=1σ =3σ
为得到1σ及3σ，必须先求出X σ,Y σ及XY τ b) 根据广义虎克定律公式（推导一般公式）
=x σ Y σ= XY XY G γτ=
为得到X σ,Y σ及XY τ，必须先求出X ε，Y ε及XY γ C ）根据任意角度应变公式
a a a a XY Y X a cos sin sin cos 22γεεε-+=
为得到X ε，Y ε及XY γ，必须建立三个方向1a 、2a ，及3a 的应变公式进行联立求解，显然1a ε，2a ε及3a ε可以由电测法直接测出，可以看作已知值。
（问题得到解决）
四、 画出自己设计的应变片组分布图并写出1σ及3σ的表达式（要求：有推导步骤，可写在背面）
),,(3211a a a f εεεσ== ),,(3213a a a f εεεσ==
实验五复杂应力电测实验（2H）一、实验目的
二、实验设备
1.多用应力实验台(图1)
C
图 1
三、 实验设计方案（测量位置选择在AA ‘截面的最顶点（图2））
目标：测量主应力（）及31σσ以及弯矩（M ）和扭矩（M n ） 提示：Z x W M
=
σ，n
n xy W M ==max ττ
图2
应变花。