等强度梁应变测定实验桥路变换接线实验
等强度梁实验后报告
等强度梁实验后报告
土木升本16-2
张南 161731052
一、实验目的
1.了解电阻应变片的原理和静态电阻应变仪的工作原理。
2.初步掌握利用电阻应变片和静态电阻应变仪测定指定点应变
的方法（即电测法）。
二、实验设备
1.电阻应变片、等强度矩形截面梁、静态电阻应变仪。
三、实验原理
1.电阻应变片的原理
（1）电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导
体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长
或缩短)的变化而发生变化象。
（2）当试件受力在该处沿电阻丝方向发生变形时，电阻丝也随着
一起变形（伸长或缩短），因而使电阻丝的电阻发生改变（增大或缩
小）。
2.静态电阻应变仪工作原理
电阻应变仪是将电阻变化转换为电压（或电流）的变化，并进行
放大，然后转换成应变数值的电子仪器。电阻变化转换成电压（或电
流）信号主要是通过应变电桥(惠斯顿电桥)来实现的。
四、实验过程和总结
1.首先，老师讲解了实验原理和过程，让我们知道了今天实验的
主要内容和要求。
2.然后，我们每个小组进行实验，我们进行了分工，让每个人都
参加了实验。有拍照的，有接线的，有操作的，有加法盘的等等。
3.最后，我们小组把实现数据都记录下来了，课后进行了理解和
分析。虽然，实验的操作过程很简单，但是，我们通过这次实验知道
了原理的重要性，明白了再简单的实验操作都需要相互协作和理解。
让我们有所收获：实践是通往真理的标准，认真是取得成功的态度。
最新实验5 静态电阻应变仪的使用与桥路连接
实验5静态电阻应变仪的使用与桥路连接实验静态电阻应变仪的使用与桥路连接一、实验目的1．掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。
2．熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。
二、试验设备及仪器1．等强度梁2．静态电阻应变仪3．数字万用表、游表卡尺三、实验原理L等强度梁的应力等强度梁如图3—1所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tgah——等强度梁截面高度；在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值‘，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值实与理论应力值dg加以比较分析。
四、电阻应变法电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。
1，电阻应变片电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状，并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图2—1所示。
栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。
实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变片。
当该部位沿应变片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。
其中 R——应变片的初始电阻值；ΔR——应变片电阻变化值；K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。
由制造厂家抽样标定给出的，一般K值在2．0左右。
2．电阻应变仪由电阻应变片将构件应变‘转换成电阻片的电阻变化AR，而应变片所产生的电阻变化是很微小的。
通常用惠斯顿电桥方法来测量，如图3—2所示。
电阻构成电桥的四个桥壁。
在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。
当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。
由电工原理可知，电桥的平衡条件为(3-4)若电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，即R1 ,R2 ,R3和R4构件受力前，电桥保持平衡，即U BD。
桥路连接实验报告doc
桥路连接实验报告篇一：交流电桥实验报告篇二：结构试验报告土木工程结构试验报告组号：姓名：学号：指导老师：1.前言土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践，从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法，以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论，都离不开试验研究。
因此，土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用，与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。
土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程，与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关，并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。
通过本课程的学习，使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能，掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法，以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。
《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程，也是唯一的一门独立的试验课程。
它的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。
2.实验实验一电阻应变片的粘贴一、实验目的1、掌握电阻应变片的选用原则及方法。
2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。
二、实验仪表及器材 1、万用电表、兆欧表； 2、钢筋骨架；3、粘结剂（502胶）；应变片；4、砂布、棉球、丙酮、镊子；5、电烙铁、焊锡丝、引线等。
三、实验方法及步骤 1、测点表面的处理钢材：除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹，用丙酮清洗干净。
砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。
桥路变化实验报告
一、实验目的通过本次实验，了解并掌握桥路连接变换的基本原理和方法，分析四种组桥方式的优缺点，以及金属箔式应变计在不同桥路中的性能表现，为实际应用提供理论依据。
二、实验原理桥路变换实验是材料力学实验中的一种基本实验，通过改变桥路连接方式，实现对电阻、电压等物理量的测量。
常见的桥路连接方式有半桥、全桥、单点补偿和多点补偿等。
三、实验仪器与材料1. 直流稳压电源（4V）2. 应变式传感器实验模块3. 贴于悬臂梁上的箔式应变计4. 螺旋测微仪5. 数字电压表6. 固定电阻（R1、R2、R3）7. 电桥电路四、实验步骤1. 在完成实验一的基础上，依次将图（1）中的固定电阻R1、R2、R3换接应变计组成半桥、全桥，分别进行测试。
2. 重复实验一中实验3-4步骤，完成半桥与全桥测试实验。
3. 在同一坐标上描出V-X曲线，比较三种桥路的灵敏度，并做出定性的结论。
4. 分析四种组桥方式的优缺点，总结实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据及曲线（1）半桥实验数据及曲线（2）全桥实验数据及曲线2. 三种桥路灵敏度比较根据实验结果，半桥、全桥和单点补偿的灵敏度分别为1/4E、1/2E和E。
其中，全桥的灵敏度最高，半桥的灵敏度最低。
3. 四种组桥方式优缺点分析（1）半桥公共外补偿接法（多点）优点：结构简单，易于实现；灵敏度较高。
缺点：误差较大，受温度影响较大。
（2）半桥自补偿接法（单点）优点：误差较小，受温度影响较小。
缺点：结构复杂，不易实现。
（3）全桥外补偿接法（单点）优点：误差较小，受温度影响较小；灵敏度较高。
缺点：结构复杂，不易实现。
（4）全桥自补偿接法（单点）优点：误差最小，受温度影响最小；灵敏度最高。
缺点：结构复杂，不易实现。
六、实验结论1. 通过桥路变换实验，我们了解了四种组桥方式的优缺点，为实际应用提供了理论依据。
2. 实验结果表明，全桥自补偿接法（单点）在误差、灵敏度等方面表现最佳，但在实际应用中，还需根据具体情况选择合适的组桥方式。
等强度梁实验
等强度梁弯曲实验原理
得到梁的几何关系：
L1 L2 m n L1 m 即： L2 n
等强度梁截面尺寸分布为线性； 斜面的交点为力的作用点。
思考：如果将力的作用点左移或者右移，则11截面和2-2截面的应力分布将有什么特点？
等强度梁弯曲实验步骤
1、 设计好本实验所需的各类数据表格。
实 验 步 骤
等强度梁弯曲试验
实验设备和工具
材料力学组合实验台中等强 度梁实验装置与部件
力&应变综合参数测试仪
等强度梁弯曲试验
实 验 设 备
等强度梁弯曲实验原理
1-1截面最大应力为： 2-2截面最大应力为：
M 1 F L1 1 w1 w1
M2 F L2 2 w2 w2
等强度梁弯曲实验原理
2-2抗弯截面模量为：
1-1截面抗弯截面模量：
m t3 2 I1 12 m t w1 t/2 t/2 6 n t3 I2 n t2 w2 12 t/2 t/2 6
6F L1 1 m t2
2
6F L2 n t2
计算两截面的最大应力为：
等强度梁两截面最大应力相同： 1 2
实 验 要 求
将计算得到的理论值与实验测得的实验值进行 对比并进行误差分析。 在实验报告中完成布置的思考题。 深入思考等强度结构的设计理论和设计方法， 并举出身边的一个等强度设计工程实例
思 考 题
1、如果将力的作用点左移或者右移，则1-1截 面和2-2截面的应力分布将有什么特点？ 2、本实验讨论的是梁的厚度不变时的等强度问 题，如果假设梁的宽度不变，厚度可变，那么 厚度沿长度方向的尺寸分布呈什么样的特点？
等强度梁实验
实验一：等强度梁实验一、实验目的：1、验证变截面等强度实验2、掌握用等强度梁标定灵敏度的方法3、学习静态电阻应变仪的使用方法二、实验设备：材料力学多功能实验台、等强度梁三、实验原理利用电阻应变片测定构件的表面应变，再根据应变—应力关系（即电阻-应变效应）确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
这种方法是以粘贴在被测构件表面上的电阻应变片作为传感元件，当构件变形时，电阻应变片的电阻值将发生相应的变化，利用电阻应变仪将此电阻值的变化测定出来，并换算成应变值或输出与此应变值成正比的电压（或电流）信号，由记录仪记录下来，就可得到所测定的应变或应力。
四、实验内容与步骤1.把等强度梁安装于实验台上，注意加载点要位于等强度梁的轴对称中心。
2.将传感器连接到BZ2208-A测力部分的信号输入端，将梁上应变片的导线分别接至应变仪任1-3通道的A、B端子上，公共补偿片接在公共补偿端子上。
检查并纪录各测点的顺序。
3.打开仪器，设置仪器的参数，测力仪的量程和灵敏度。
4.本实验取初始载荷P0=20N，P max=100N，ΔP=20N，以后每增加载荷20N，记录应变读数εi，共加载五级，然后卸载。
再重复测量，共测三次。
取数值较好的一组，记录到数据列表中。
5.未知灵敏度的应变片的简单标定：沿等强度梁的中心轴线方向粘贴未知灵敏度的应变片,焊接引出导线并将引出导线接4通道的A、B端子，重复以上3.4 步。
6.实验完毕，卸载。
实验台和仪器恢复原状。
五、实验报告六、实验结论1、验证变截面等强度实验2、掌握用等强度梁标定灵敏度的方法3、学习静态电阻应变仪的使用方法。
等强度梁试验
一、实验目的1、认识和熟悉等强度梁的概念和力学特点。
2、测定等强度梁上已粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变 （应力）相等。
3、通过自己设计实验方案，寻找试验需要的仪器设备，增强自己的试验设计和动手能力。
二、实验设备1、微机控制电子万能试验机。
2、静态电阻应变仪。
3、游标卡尺、钢尺。
三、实验原理为了使各个截面的弯曲应力相同,则应随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相同强度的梁,这种梁称为等强度梁。
其原理为：等强度梁如图所示，悬臂上加一外载荷F ，距加载点x 处的截面的力矩M=Fx,相应断面上的最大应力为其中，F 为悬臂端上的外荷载，x 为应变片重点距离加载点的距离，b 为试件的宽度，h 为试件的厚度，I 为截面惯性矩。
所谓的等强度，就是指各个断面在力的作用下应力相等，即σ不变，显然，当梁的厚度h 不变时，梁的宽度必须随x 的变化而不停的变化。
根据εσE =，等强度梁应力相等就相应的转变为应变相等。
梁的弹性模量E=200Gpa ，μ=0.28。
本次试验通过静态应变仪测量各个测点的应变的大小验证梁为等强度梁。
在梁的正反面对称布置了8个应变片。
力的加载通过电子万能试验机施加。
试验装置见下图：四、实验步骤1、试件准备。
按照黏贴应变片和等强度梁试验的要求，黏贴好应变片。
接着测量试件尺寸，以及各个测点到加载点的距离。
2、接通应变仪电源，将等强度梁上所测各点的应变片和温度补偿片按1/4桥接线法接通应变仪， 并调整好所用仪器设备。
3、试验加载。
编制试验方案，开始试验，记录相应的应变数据。
5、完成全部试验后，卸除荷载，关闭仪器设备电源。
整理实验现场。
五、实验数据记录与处理表1：原始尺寸表格（mm ）表2：试验测量应变数据由于刚开始准备试验时没能正确理清试验方案，第1、5测点并没有贴在截面变化处，根据试验测试结果也可以知道，测量得到的应变偏小，故舍去第1、5测点的试验数据。
表3：各测点应变理论值表4：各测点应变相对误差对根据表2、3、4可知：1、根据表2可知，测点1、5的数据因为粘结在非变截面处，所以数据明显相对其他通道偏小，故不采用。
3.4 桥路变换品课件
仪＝1－ 2＋ 3－ 4
＝＋ t － ＋ t
＝4
＋ t － ＋ t
UAC
D
特点： 1、接线最复杂 2、不需要外接温度补偿片 3、对布片方案要求最高 4、可实现单一内力测量 5、 桥路灵敏度 4
二、实验原理——拉弯组合变形
R Ri Ri
R1 R2 R3 R4 R
则：
U AC R1 R2 R3 R4 U BD 4 R1 R2 R3 R4 U AC K 1 2 3 4 4 电桥特性： 邻臂相减，对臂相加 仪 1 2 3 4
R1 R2
R3 R4 半 桥 外 补 偿
R1 R2 R3 R4
M t N 1 M t N 2 M t N 2 M t
N1
仪＝ 1－ 2 ＝N M t － t ＝N M
二、实验原理——拉弯组合变形
D
特点： 1、接线简单 2、测量效率高 3、精度差，不可实现单一内力测量 、桥路灵敏度 1
仪＝ 1－ 2 ＝ t － t ＝
二、实验原理——半桥自补偿
B Ri A C UBD Rj
仪＝1－ 2
＝2
＝＋ t －(＋ t )
UAC
D
特点： 1、接线简单 2、不需要外接温度补偿片 3、需要合理布片 4、可实现单一内力测量 5、桥路灵敏度 2
桥路变换实验
实验3.4
一、实验目的
1. 了解电阻应变片测量应变的原理； 2. 了解电阻应变仪的工作原理，掌握本实验使用的电阻应 变仪的使用方法； 3. 掌握电阻应变片在惠斯顿电桥中的四种接桥方式，比较 其各自的接线方式与优缺点； 4. 练习4种桥路的连接，测量等强度梁上贴好应变片处的 应变，验证等强度梁横截面上应力相等。
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等强度梁应变测定实验桥路变换接线实验
一、实验目的
1．了解用电阻应变片测量应变的原理；
2．进行电阻应变仪的操作练习，熟悉用半桥接线法和全桥接线法测量应变；
3．熟悉测量电桥的应用，掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法。
4．测量等强度梁的主应力。
二、实验仪器和设备
1．TS3860型静态数字应变仪一台；
2．多功能组合实验装置一台；
3．等强度实验梁一根；
4．温度补偿块一块。
三、实验原理和方法
桥路变换接线实验是在等强度实验梁上进行。它是由旋转支架、等强度梁、砝码等组成。
等强度梁材料为高强度铝合金，弹性模量E=70GN/m2。在梁的上、下表面沿轴向各粘贴两
个应变片，如图4-1所示。
19.6 1（2） 4（3）
mm
厚度：5mm
170 mm
图4-1 等强度实验梁
在图4-2的测量电桥中，若在四个桥臂上接入规格相同的电阻应变片，它们的电阻值为
R，灵敏系数为K。当构件变形后，各桥臂电阻的变化分别为ΔR1、、ΔR2、ΔR3、ΔR4，它
们所感受的应变相应为ε1、ε2、ε3、ε4，则BD端的输出电压由式（4-1）给出
RRRRRRRRUU4321ACBD(4
kAC4321
AC
4)(4
KUKU
（4-1）
由此可得应变仪的读数应变，按式（4-1）为
ε
D＝ε1＋ε2＋ε3＋ε4
在实验中采用了六种不同的接线方式，但其读数应变与被测点应变间的关系均可按上
式进行分析。
四、实验步骤
1．单臂测量
采用半桥接线法，测量等强度梁上四个应变片的应变值。将等强度梁上每一个应变片分
别接在应变仪不同通道的接线柱A、B上，补偿块上的温度补偿应变片接在应变仪的接线柱
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B、C上，并使应变仪处于半桥测量状态。TS3860型静态数字应变仪的操作步骤参见TS3860
型静态数字应变仪使用说明书。载荷为零时，将应变仪预调平衡，然后按每级载荷2.02N
（206g）逐级加载至8.08N（824.2g）（砝码每块206g），多功能组合实验装置的操作步骤参
见NH—3型多功能组合实验装置说明书。记录各级载荷作用下的读数应变。
2．半桥测量
采用半桥接线法。选择等强度梁上两个应变片，分别接在应变仪的接线柱A、B和B、
C上，应变仪为半桥测量状态，应变仪作必要的调节后，按步骤1的方法加载并记录读数应
变。
3．相对两臂测量
采用全桥接线法。选择等强度梁上两个应变片，分别接在应变仪的接线柱A、B和C、
D应变仪为全桥测量状态。应变仪作必要调节后，按步骤1的方法进行实验。
4．全桥测量
采用全桥接线法。将等强度梁上的四个应变片有选择地接到应变仪的接线柱A、B、C、
D之间，此时应变仪仍然处于全桥测量状态。应变仪作必要的调节后，按步骤1的方法进行
实验。
5．串联测量
将等强度梁上的应变片（1）、（4）和应变片（2）、（3）分别串联后按图4-3半桥接线，
应变仪为半桥测量状态。应变仪作必要的调节后，按步骤1进行实验。
6．并联测量
将等强度梁上的应变片（1）、（4）和（2）、（3）分别并联后按图4-4半桥接线，应变仪
为半桥测量状态。应变仪作必要调节后，按步骤1进行实验。
图4-2 测量电桥图4-3 串联半桥线路图4-4 并联半桥线路
五、实验结果的处理
1．求出各种桥路接线方式所测得的梁的应变值，并计算它们与理论应变值的相对误差。
2．比较各种桥路接线方式的测量灵敏度。
实验记录和计算数据表格可参考表4-1～表4-3。
六、思考题
分析各种桥路接线方式中温度补偿的实现方式。