应变仪桥路基本知识
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。
桥梁应变计
桥梁应变计桥梁应变计是针对桥梁结构进行应力分析和应变计算的重要工具。
它通过测量桥梁在不同荷载作用下产生的应力和应变，进而评估桥梁的稳定性和安全性。
首先，在进行桥梁应变计测量前，需要确定测点的位置和数量。
通常情况下，桥梁的关键部位及主要受力构件是应变计测量的重点区域。
确定好测点后，需安装应变计，并保证其紧密粘贴在测点上，以确保测得的应变值准确可靠。
其次，进行桥梁应变计测量时，需要考虑荷载的影响。
桥梁在不同荷载作用下，产生的应力和应变值会有所不同。
因此，在进行应变计测量时，需要明确荷载类型和作用位置，以确保测量结果准确。
应变计测量结果的获取可以通过传感器与数据采集系统实现。
传感器将桥梁产生的应变转化为电信号，并通过数据采集系统进行记录和处理。
数据采集系统可以对不同测点的应变进行同步采集，以获取全面的应变分布情况。
同时，应根据测点数量和实际需求，选用合适的数据采集系统，以确保数据的准确性和可靠性。
最后，针对测得的应变数据，进行应变计分析和计算。
应变计分析可以通过应变云图、曲线图等方式进行展示，帮助工程师对应变分布情况进行直观的理解和分析。
在计算方面，可以通过应变-力关系公式，将测得的应变值转化为相应的应力值。
同时，还可以通过应变计算得到桥梁的变形情况，从而评估桥梁的结构安全性。
总的来说，桥梁应变计是一项重要的技术手段，可为桥梁结构的设计与评估提供重要依据。
通过测量桥梁在不同荷载作用下的应变，可以获得准确的应力和应变值，进一步分析桥梁的稳定性和安全性。
在实际应用中，需要注意测点的确定和应变计的安装，保证测得数据的准确性。
同时，根据不同荷载作用和测点的选择，进行相应的测量和计算，以获得全面的应变分布情况和结构安全性评估。
应变桥路连接
=
U R1 R2 U ( ) ( K 1 K 2 ) 4 R1 R2 4 U K 1 (1 ) 4
2 1
应变计的各种桥接方法
5. 四个测量应变计的方 U ( 1 4 R1 法(全桥接法) =UK 1 针对弯曲应变，电桥的 一个桥臂接入应变计R1， 另外一个桥臂接入另外 一个应变计R2，另外两 个桥臂都接入应变计R3 和R4，实验测试过程温 度有小的变化，但是四 个应变计的热输出相同， 这是电桥的输出电压：
3、读数电桥
静态应变仪中采用零读数法，读数电桥产生的不平衡电 压抵消测量电桥输出的不平衡电压，使应变仪的示数为 0，直接从读数电桥上读出应变值。 读数电桥上一般设有灵敏系数的调节装置。
4 、交流载波放大器
接收测量电桥的输出电压，仅放大载波调幅电压，滤 掉直流，50Hz干扰，放大后的输出电压送到相敏检波 器； 一般含有耦合变压器，作用一为阻抗匹配，二为隔断 电桥电路、相敏检波器以及放大器。通过变压器的磁 耦合在三者之间传递信号；作用三为提高应变仪的抗 干扰能力。
2 1 3 1 4 1
U R
R2 R3 R4 U ) 4 K 1 R2 R3 R4 4
应变计的各种桥接方法
应变计的各种桥接方法
应变仪的基本原理
一、 应变测量原理
机 械 变 形 量
应 变 片
电 阻 变 化 量
测 量 电 桥
电 压 变 化 量
U =
U R1 R2 U ( ) ( K 1 K 2 ) 4 R1 R2 4 U K 1 2
2 1
t 相互抵消
应变计的各种桥接方法
4. 两个测量应变计的方法(拉 U 伸试件) 试件表面轴向和横向各粘贴 一个测量应变计R1和R2。电 桥的一个桥臂接入应变计R1， 另外一个桥臂接入另外一个 应变计R2，另外两个桥臂都 接入固定电阻，实验测试过 程温度有小的变化，但是两 个应变计的热输出相同，这 是电桥的输出电压：
桥梁的应变解释-概述说明以及解释
桥梁的应变解释-概述说明以及解释1.引言1.1 概述桥梁作为重要的基础设施之一，在现代社会发挥着至关重要的作用。
而在桥梁的设计、施工和维护中，应变是一个至关重要的参数。
应变可以反映桥梁结构在受力情况下的变化情况，是评估桥梁结构安全性和稳定性的重要依据。
因此，准确的应变解释对于保障桥梁结构的安全运行至关重要。
本文将从桥梁的结构特点、应变的概念和作用，以及桥梁的应变解释方法等方面展开讨论，旨在为读者深入了解桥梁结构中应变的重要性提供相关知识。
通过对桥梁应变解释的深入探讨，有助于读者更好地理解桥梁结构在实际工程中的应用，并展望未来桥梁结构监测的发展方向。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章各个章节的简要介绍，以便读者能够更好地理解文章内容的逻辑结构和内在联系。
本文的文章结构包括三个主要部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们将首先对桥梁的应变解释问题进行概述，介绍文章的背景和重要性。
接着介绍文章的结构，包括各个章节的主要内容和研究方法。
最后阐明文章的目的和意义，为后续内容的展开提供引导。
在正文部分，我们将首先介绍桥梁的结构特点，包括其设计特点和施工工艺，为后续理解桥梁的应变解释奠定基础。
然后深入探讨应变的概念和作用，以及在桥梁工程中的重要性。
最后详细讨论桥梁的应变解释方法，包括传统的仪器监测和现代化的技术手段。
在结论部分，我们将总结桥梁应变解释的重要性，强调其在桥梁工程中的重要作用。
同时探讨应变解释在未来桥梁结构监测领域的发展方向，展望其在未来的应用前景。
通过对整篇文章的结构进行介绍，读者将能够更好地理解和把握文章的主要内容和逻辑脉络。
1.3 目的：本文旨在探讨桥梁的应变解释方法，并强调其在桥梁工程中的重要性和应用。
通过对桥梁结构特点和应变概念的介绍，我们将详细分析桥梁的应变解释方法，并探讨其对桥梁结构监测的意义。
同时，我们将展望未来桥梁结构监测的发展方向，为桥梁工程领域的从业者提供参考和启示。
应变电桥、应用
一般检波器检波
相敏检波器检波
24
3、环形相敏检波器
拉伸应变： uc与uk同相 压缩应变： uc与uk反相
uk uc
25
（ ）uc与uk同相 1
—— 拉伸应变
uc与uk为正半周
uc与uk为负半周
26
（ ）uc与uk反相 1
—— 压缩应变
uc为正半周， uk为负半周
uc为负半周， uk为正半周
14
Um U R1 R 3 R 2 R 4 U 0 I0RL 2 2 ( R1 R 2)( R 3 R 4)
（1）全等臂电桥
U R1 R 2 R 3 R 4 I 0 ( ) 8 R R1 R2 R3 R4 U R1 R 2 R 3 R 4 U 0 ( ) 8 R1 R2 R3 R4
15
讨论：（1）电压桥与功率桥的输出特性规律相同，
非线性误差也一样。 （2）相对臂相加，相邻臂相减。
（3）电压桥输出电压为功率桥的两倍。
全等臂电桥、半等臂对输出端对称电桥 半等臂对电源端对称电桥 自学教材pp.62 例2-8
16
三、交流电桥及其平衡
1、交流电桥平衡条件
平衡条件
或
Z 1Z 3 Z 2 Z 4
讨论： 全等臂电桥
R1 R2 R3 R4 半等臂对输出端对称电桥 R1 R2，R3 R4
R 2 R3 n 1 R1 R 4
Ri Ki Ri
U R1 R 2 R 3 R 4 U U 0 ( ) K ( 1 2 3 4) 4 4 R1 R2 R3 R4
1
6
U U 0 U 0 e U (1 ) U 0 1
应变桥 工作原理
应变桥工作原理应变桥是一种常用的测量物体应变的仪器，它的工作原理是基于物体在受力作用下会产生应变这一物理现象。
应变桥通过测量物体的应变，可以得到物体所受的力大小。
本文将详细介绍应变桥的工作原理及其应用。
应变桥的工作原理可以分为四个基本步骤：搭建应变桥电路、施加外力、测量电压变化、计算应变值和力的大小。
搭建应变桥电路是应变桥工作的基础，它由四个电阻组成。
其中两个电阻是应变片，受到外力作用后会发生应变，另外两个电阻是稳定电阻，它们的阻值不会发生变化。
这四个电阻按照一定的方式连接，形成了一个桥路电路。
当外力作用于应变片时，应变片会产生应变，即物体的长度或形状发生微小变化。
这个微小的变化会引起应变片电阻的改变，从而影响到桥路电路的电阻平衡状态。
接下来，测量电压变化是应变桥工作的核心。
在电桥平衡状态下，桥路电路两个对角线上的电压相等，为零。
而当外力作用于应变片时，应变片电阻发生变化，导致桥路电路失去平衡，出现电压差。
这个电压差称为桥路输出电压，可以通过电压测量仪器进行测量。
通过测量电压变化，就可以计算出应变的大小。
根据应变的定义，应变等于物体长度或形状的变化量与物体原始长度或形状的比值。
通过应变值可以进一步计算出力的大小，这需要根据物体的材料特性和应变与力的关系进行换算。
应变桥具有广泛的应用领域。
在工程领域，应变桥被用于测量结构物的应变，以评估结构的稳定性和安全性。
例如，在桥梁工程中，应变桥可以用来监测桥梁的变形情况，及时发现问题并采取措施进行修复。
在航空航天领域，应变桥被用于测试飞机机翼和发动机叶片的应变，以确保其在高速飞行时的安全性。
应变桥还广泛应用于材料研究和生物医学领域。
在材料研究中，应变桥可以用来研究材料的力学性能，以优化材料的设计和制造过程。
在生物医学领域，应变桥被用于测量人体组织的应变，以评估组织的健康状态和病变情况。
应变桥是一种基于物体应变原理的测量仪器，通过测量电压变化来获取物体所受力的大小。
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静态电阻应变仪（Static strain gauge）是一种用于测量材料应变的传感器，常用于材料力学实验和工程应变测量领域。
在实验中，将静态电阻应变仪与桥路连接可以提高测量的精确度和可靠性。
以下将详细介绍静态电阻应变仪的使用和桥路连接方法。
一、静态电阻应变仪的使用1.静态电阻应变仪的构造静态电阻应变仪由一个金属箔片和一根细导线组成。
金属箔片有很高的电阻，当受到应变时，箔片的长度和宽度会发生微小的变化，导致电阻值发生改变。
细导线起到连接箔片和测量仪器的作用。
2.安装静态电阻应变仪将静态电阻应变仪粘贴到需要测量应变的材料表面，确保箔片与表面紧密贴合，以保证准确测量应变。
箔片的方向可以根据需要选择。
3.静态电阻应变仪的连接将细导线连接到测量仪器的相应引脚上。
4.调零和校准在进行测量之前，需要进行调零和校准操作。
调零是将测量仪器的零点调整到零位，以消除仪器本身的误差。
校准是将已知应变值施加到静态电阻应变仪上，根据测量结果调整仪器读数，以提高测量精度。
二、桥路连接1.桥路概述桥路是一种常用的电路连接方式，可以通过比较电阻的变化来测量应变。
常见的桥路连接有全桥、半桥和四分之一桥。
2.全桥连接全桥连接是将四个静态电阻应变仪组成一个平衡桥路。
一般情况下，两个电阻应变仪位于测量区域两侧，另外两个电阻应变仪位于参考区域两侧。
当受力施加到测量区域时，测量区域两个电阻应变仪的电阻值发生改变，从而引起电桥失去平衡。
通过调整电桥的平衡能够测量出应变值。
3.半桥连接半桥连接是将两个静态电阻应变仪组成一个平衡桥路。
一般情况下，一个电阻应变仪位于测量区域，另一个电阻应变仪位于参考区域。
当受力施加到测量区域时，测量区域电阻应变仪的电阻值发生改变，从而引起电桥失去平衡。
通过调整电桥的平衡能够测量出应变值。
4.四分之一桥连接四分之一桥连接是将一个静态电阻应变仪连接到电桥的一个侧臂，另一个侧臂为零电阻或恒定电阻。
应变片式压力传感器测量桥路原理
应变片式压力传感器测量桥路原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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应变仪桥路基本知识
由于市场经济的原因，国内老牌的应变仪生产厂家大都倒闭，而新的应变仪开发人员大都没有长期从事应力测量的经验，所以，导致目前国产应变仪桥路功能普遍不全。
为此，笔者作为国内力学测量领域内有着30多年应力测试经验的专业人士，特介绍一些应变仪桥路方面的基本知识。
一、全桥
静态应变仪基本桥路如图1所示。
全桥是图1中的R 1、R 2、R 3、R 4全部接外部应变片，主要用于传感器测量，一般应力测量应用不多。
图1
二、半桥
半桥最常用，图1中半桥接法是R 1接工作片、R 2接温度补偿片，R 3、R 4是应变仪内部2个电阻。
其中，温度补偿片的作用是抵消掉工作片纯粹由于温度变化而引起的应变，在应力测量中必不可少。
Uc
三、半桥公共补偿
实际测量时，为了节省应变片，往往是一个温度补偿片补偿几十个工作片，这就是半桥公共补偿。
在应力测量中，半桥公共补偿应用最多，也是静态应变仪的难点，其实质就是通过桥路电子切换开关使好多测量桥路中的R2共用一个应变片，R3、R4和半桥一样是应变仪内部电阻。
有成熟的桥路切换技术可以实现这一功能。
四、1/4桥
有时在实际测量环境中，很短时间内温度变化不大，为了测量方便可以不用温度补偿片，而只贴一个工作片，即图1中的R1接工作片，R2、R3、R4都是仪器内部电阻。
这就是1/4桥，它的优点是测量方便，缺点是没有温度补偿，测量环境温度不能变化太大。
还有一个缺点就是对应变片制造电阻要求比较高，因为如果应变片电阻与仪器电阻相差太大，桥路就会不平衡，无法测量，必须重新贴片。
如果采用不同型号的应变片，应变仪还必须做到1/4桥的60Ω、120Ω和350Ω电阻间的任意切换。
以上是应变仪测量桥路方面的基本知识，目前国内大多从事应变仪研发的人员不甚了解，而只了解信号处理和放大器方面的知识，所以目前国产应变仪普遍存在桥路功能不全的问题。
作者，赵怀普，国内资深应力测量专家，西安交通大学力学系毕业，近三十来，长期从事实验应力分析和有限元模拟计算工作，曾创新性地采用实验力学与计算力学相结合的方法，提出了新的三维残余应力测量方法，其论文在国际期刊《Strain》上发表。
在科研成果中，成功地把环芯法残余应力测量方法引进到我国重机行业中，因此获黑龙江省科技进步一等奖。