应变片课程设计悬臂梁的应力测试

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实验四 悬臂梁动应变的测定

实验四 悬臂梁动应变的测定

实验四悬臂梁动应变的测定
一:实验目的
熟悉DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪,掌握悬臂梁动应变的测量方法
二:实验设备及仪表
(1)DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪;
(2)扭转悬臂梁;
(3)待测电阻应变片。

三:实验方法
(1)在扭转悬臂梁上沿轴向准确贴好应变片。

(2)用半桥梁将应变片接入DH3817动态电阻应变仪
ε计(梁的材料(3)给梁逐级加砝码,使梁振动,由给梁所加重量换算出已知应变
弹性模量已知);
ε仪记入表格。

(4)由应变仪测取每级荷载下的应变值
四:实验数据处理
h=7mm l=280mm b=28mm G=210GPa
五:结论
通过该实验掌握了DHDAS(5935N-1394)动态电阻应变仪的使用方法,熟悉了实验
过程,为下面实验的动态分析打下了良好的实验基础。

悬臂梁应变测量

悬臂梁应变测量

悬臂梁应变测量摘要:在航空、机械及材料研究领域中,零件的强度是一个很重要问题。

研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。

本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。

具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片,它们均分布在悬臂梁的上表面上,其中一应变片位于纵向轴的中心线上,其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处,且靠近变动端;然后通过增减砝码的个数改变所加的力,利用数字万用表记录、读取数据。

为了减小实验误差,本实验采用多次测量求平均值的方法,并对实验数据利用Excel进行了拟合,作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图,再根据有关公式,最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。

关键词:电测法;应变片;悬臂梁;数字万用表引言研究强度问题可以有两种途径,即理论分析和实验应力分析。

实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学,通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性,并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。

实验应力分析的方法很多,有电测法、光测法、机械测量方法等。

本实验主要是利用电测法。

电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法,其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。

电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变,再根据应变--应力关系确定构件表面应力状态。

工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力,它具有较高的灵敏度和精度。

由于输出的是电信号,易于实现测量数字化和自动化,并可进行遥测。

电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行,此外还可以对动态应力进行测量。

由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点,且电阻应变测试方法具有实时性、现场性,因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。

它的主要缺点就是,一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变,不能进行全域性的测量]1[。

等强度悬臂梁静态应力测试实验报告

等强度悬臂梁静态应力测试实验报告

等强度悬臂梁静态应力测试实验报告
实验名称:强度悬臂梁静态应力测试实验
实验目的:通过对悬臂梁进行静态应力测试,了解悬臂梁在不同力度下的变形和应力分布情况。

实验设备和材料:
1. 强度悬臂梁
2. 支撑杆
3. 杠杆
4. 力传感器
5. 测量仪器(如示波器、测力计等)
实验步骤:
1. 将强度悬臂梁固定在支撑杆上,确保悬臂梁处于水平放置状态。

2. 根据实验要求,选择合适的力度施加在悬臂梁上,使用杠杆将力施加到悬臂梁的端部。

3. 使用力传感器测量施加在悬臂梁上的力大小,并记录下来。

4. 利用测力计或示波器测量悬臂梁上各处的应力分布情况,并绘制应力-位置曲线。

5. 观察悬臂梁在不同力度下的变形情况,并记录下来。

6. 如果需要,可以重复以上步骤,对不同力度的情况进行测试。

实验数据处理和结果分析:
1. 将测得的力度和应力数据整理,绘制力度-应力曲线。

2. 根据应力-位置曲线,分析悬臂梁上不同位置的应力分布情
况。

3. 分析悬臂梁在不同力度下的变形情况,观察是否符合理论预期。

4. 对实验结果进行讨论和总结,指出实验中可能存在的误差和改进措施。

实验注意事项:
1. 悬臂梁固定要稳固,确保测量结果准确可靠。

2. 施加力度时要逐渐增加,避免超过悬臂梁的强度范围而造成破坏。

3. 测量仪器要校准好,确保测量精度。

4. 实验过程中要注意安全,遵守实验室规定和操作规程。

以上是对强度悬臂梁静态应力测试实验报告的一个简要介绍,具体的实验内容和实验数据处理方法可以根据实际情况进行调整和完善。

【精品】等强度悬臂梁静应变测试与分析课程设计

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等强度悬臂梁静应变测试与分析设计人学号指导教师学院专业班级2013年 1 月 10日目录设计名称 (1)设计任务 (1)设备仪器 (1)DH3818静态电阻应变仪介绍 (1)设计内容 (6)设计原理 (6)实验步骤 (11)数据及其处理 (11)参考文献 (18)十、心得体会 (18)一、课题设计名称:静应力测试及分析课程设计二、设计任务①静应变力测试系统的搭建②电桥的连接方式与各自特点③被测对象的应力,应力的理论计算④理论计算与测试数据的对比分析⑤误差分析(包括理论与实际测试)三、设备仪器DH3818静态电阻应变仪、常温用电阻应变片、温度补偿片、等强度梁、万用表、质量块、502胶水、酒精、焊锡膏、磨砂皮、焊棒、棉签等。

四、DH3818静态电阻应变仪介绍(一)、概述DH3818静态应变测量仪由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。

可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变(应力)值。

广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。

若配接适当的应变式传感器,也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。

特点:手控状态时,大屏数码管显示测量通道和输入应变量,且可通过功能键设置显示通道、修正系数及平衡操作;自动平衡:内置120Ω标准电阻,1/4桥(公用补偿)、半桥、全桥连接方便。

(二)、技术指标1、测量点数:有可测10点和20点两种,每台计算机可控制十六台静态应变测量仪;2、程控状态下采样速率:10测点/秒;3、测试应变范围:±19999με;4、分辨率:1με;5、系统不确定度:不大于0.5%±3με;6、零漂:≤4με/2h(程控状态);7、自动平衡范围:±15000με,灵敏度系数K=2.00,120Ω应变计阻值误差的±1.5%;8、测量结果修正系数范围:0.0000~9.9999(手动状态);9、适用应变计电阻值:50~10000Ω;10、应变计灵敏度系数:1.0~3.0可进行任意修正;长导线电阻修正范围:0.0~100Ω;11、交流电源电压:220V±10%,50Hz±2%;12、仪器功率:约15W;(三)、工作原理测量原理:以1/4桥、120Ω桥臂电阻为例对测量原理加以说明。

等强度悬臂梁应变参数测定1

等强度悬臂梁应变参数测定1

等强度悬臂梁应变参数测定一、实验目的:1、掌握应变片传感器的贴片技术。

并进行操作。

2、进一步地对课堂上所学习的电阻应变片传感器的工作原理、结构、种类、应变片的工作特性等问题深入探讨。

3、进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元件的原理、结构及特点。

4、了解静态电阻应变仪的原理及使用方法。

5、测定静态应变参数。

二、实验仪器:1、TJ—1型高级不锈钢等强度梁一套。

2、8120型丝式电阻应变片若干(包括连接导线)。

3、YJB—1A型静态电阻应变仪一台。

4、P20RC—B预调平衡箱一台。

三、实验步骤:1、贴片:(1)贴片要求表面光洁度达到▽▽6。

太光滑时用细纱布打毛。

不够光洁时也要用细纱布磨平。

(2)表面清洁处理:用细纱布祛除表面绣渍,并用四氯化碳或丙酮清除表面油污。

并用白纱布擦干净。

(3)贴片方法:将502胶滴在处理好的粘合面上(用胶不宜多,胶层厚度最好在0.1mm以下。

过厚强度反而下降),用干燥的玻璃棒摊平,然后将应变片贴于上胶的梁上,稍施加接触压力即可。

如需要重新粘贴,则需要用丙酮溶剂将胶层除掉,再重复上述操作。

(4)防潮处理:胶水有吸潮能力,因此在贴片表面涂布一层石蜡或凡士林作为防潮剂。

(5)检查贴片质量,对于不合格的贴片重新粘贴。

(6)在室温中干燥。

(放置24小时)2、静态参数测定:(1)电阻应变仪已经处于工作状态,它的(测量Ⅲ)(测量Ⅰ)挡的灵敏度调节电位器,都已在精度允许的误差范围内。

(2)接桥:在静态应变测量中,测量桥通常采用半桥接法:在A B接线柱之间接测量片,B C之间接补偿片。

测量桥接线图如下:(3)读数方法:加载后,指示电表偏出±10µε分度时,估计应变大小调节读数桥各挡使指针回到±10µε分度之内,从Х1000µε,Х100µε,Х10µε指示盘上以及电表上偏转数就可读出应变值。

(4)开机过程:1)在开机之前首先检查表头,电感分压器读数盘是否都在零点位置。

悬臂梁应变测量

悬臂梁应变测量

悬臂梁应变测量摘要:在航空、机械及材料研究领域中,零件的强度是一个很重要问题。

研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。

本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。

具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片,它们均分布在悬臂梁的上表面上,其中一应变片位于纵向轴的中心线上,其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处,且靠近变动端;然后通过增减砝码的个数改变所加的力,利用数字万用表记录、读取数据。

为了减小实验误差,本实验采用多次测量求平均值的方法,并对实验数据利用Excel 进行了拟合,作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图,再根据有关公式,最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。

关键词:电测法;应变片;悬臂梁;数字万用表引言研究强度问题可以有两种途径,即理论分析和实验应力分析。

实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学,通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性,并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。

实验应力分析的方法很多,有电测法、光测法、机械测量方法等。

本实验主要是利用电测法。

电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法,其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。

电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变,再根据应变——应力关系确定构件表面应力状态.工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力,它具有较高的灵敏度和精度。

由于输出的是电信号,易于实现测量数字化和自动化,并可进行遥测.电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行,此外还可以对动态应力进行测量。

由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点,且电阻应变测试方法具有实时性、现场性,因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。

它的主要缺点就是,一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变,不能进行全域性的测量]1[。

纯弯曲梁上正应力测量实验

纯弯曲梁上正应力测量实验

纯弯曲梁上正应力测量实验一、实验目的1. 学习并掌握悬臂梁、在梁上测量正应力的原理和方法;2. 掌握应变片的使用方法,并能够对应变片测量结果进行处理和分析;3. 掌握数据测量和处理的方法。

二、实验原理1. 悬臂梁的基本原理悬臂梁是在一端固定,另一端悬挂自由的梁,通常用于测量其上部的受力情况。

当悬挂的重物作用在悬臂梁上时,梁会因受到弯曲而产生应力,该应力会在梁的顶端和底端产生反向的作用力,使得悬挂重物处的应力得以计算。

2. 在梁上测量正应力的原理和方法在梁上测量正应力的方法通常是利用应变片测量梁的应变,再通过材料的本构关系,将应变转换成应力。

通常情况下,对于悬臂梁而言,其应变受到压缩和拉伸的影响,因此需要使用两个应变片来分别测量这两个方向的应变。

3. 应变片的使用方法应变片通常是由两个细金属片组成的,其中一个片子是支撑物,用于将另一个片子粘贴到测量物体上。

应变片的测量原理是通过使用一个电桥,将应变片的电阻与一个标准电阻串联,进而测量应变片所处的电压。

这样,一旦应变片受到负载,其电阻发生变化,从而改变了电桥的输出电压。

最后,通过根据应变片材料的应变-电阻关系,得出测量值。

三、实验器材和材料2. 应变片;3. 电桥;4. 计算机和专业数据测量软件;5. 数据处理软件。

四、实验步骤1. 编写测量程序,将电桥的值与悬臂梁上的应变片数据记录下来;2. 使用数码示波器进一步测量电桥的输出电压,以确保精确的输入;3. 修改程序,以将使用应变片测量的应变转换为悬臂梁上的应力;4. 进行多组实验,并分别测量不同情况下悬臂梁的应变和应力;5. 通过悬臂梁的应变和应力,计算出悬挂重物的质量;6. 对实验数据进行处理和分析,撰写实验报告。

五、实验注意事项1. 在实验之前,必须一定要理解悬臂梁的测量原理和规律,并熟悉使用应变片进行测量的技术,以确保实验的准确性和可靠性;2. 实验中的数据处理要准确,需要了解数据处理的方法和技巧,以确保实验数据的准确性、真实性和可靠性;3. 实验的操作要小心谨慎,特别是接线和使用数码示波器等特殊器材的时候一定要严谨,以防止意外事故的发生。

悬臂梁应变测量

悬臂梁应变测量

悬臂梁应变测量一、实验目的:1、掌握应变片传感器的贴片技术。

并进行操作。

2、进一步地对课堂上所学习的电阻应变片传感器的工作原理、结构、种类、应变片的工作特性等问题深入探讨。

3、进一步掌握等强度悬臂梁式弹性元件的原理、结构及特点。

4、了解静态电阻应变仪的原理及使用方法。

5、测定静态应变参数。

二、实验仪器:1、TJ—1型高级不锈钢等强度梁一套。

2、8120型丝式电阻应变片若干(包括连接导线)。

3、YJB—1A型静态电阻应变仪一台。

4、P20RC—B预调平衡箱一台。

三、实验步骤:1、贴片:(1)贴片要求表面光洁度达到▽▽6。

太光滑时用细纱布打毛。

不够光洁时也要用细纱布磨平。

(2)表面清洁处理:用细纱布祛除表面绣渍,并用四氯化碳或丙酮清除表面油污。

并用白纱布擦干净。

(3)贴片方法:将502胶滴在处理好的粘合面上(用胶不宜多,胶层厚度最好在0.1mm以下。

过厚强度反而下降),用干燥的玻璃棒摊平,然后将应变片贴于上胶的梁上,稍施加接触压力即可。

如需要重新粘贴,则需要用丙酮溶剂将胶层除掉,再重复上述操作。

(4)防潮处理:胶水有吸潮能力,因此在贴片表面涂布一层石蜡或凡士林作为防潮剂。

(5)检查贴片质量,对于不合格的贴片重新粘贴。

(6)在室温中干燥。

(放置24小时)2、静态参数测定:(1)电阻应变仪已经处于工作状态,它的(测量Ⅲ)(测量Ⅰ)挡的灵敏度调节电位器,都已在精度允许的误差范围内。

(2)接桥:在静态应变测量中,测量桥通常采用半桥接法:在A B接线柱之间接测量片,B C之间接补偿片。

测量桥接线图如下:(3)读数方法:加载后,指示电表偏出±10µε分度时,估计应变大小调节读数桥各挡使指针回到±10µε分度之内,从Х1000µε,Х100µε,Х10µε指示盘上以及电表上偏转数就可读出应变值。

(4)开机过程:1)在开机之前首先检查表头,电感分压器读数盘是否都在零点位置。

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题目:应变片课程设计悬臂梁的应力测试一、力学篇应变实验课程设计细则 ------------------- 2二、实验器材 ------------------------------------- 3三、实验预想步骤 --------------------------------- 3四、实验操作步 ----------------------------------- 4五、实验数据及分析 ------------------------------- 8六、电阻应变片的选择 ----------------------------- 8七、电阻应变片的粘贴工艺 ------------------------ 18八、实验心得 ------------------------------------ 20前言应变式传感器可以用来检测:位移压力力矩应变温度湿度光强辐射热加速度液体流量等物理参数。

目前是国内外应用量最为广泛的一种传感器,它在世界上占各类传感器80%以上。

本次课程设计根据实验室条件和应变式传感器的特点,从应变片粘贴工艺要求设计机械结构测点布置应变片电源电路应变片补偿电路检测误差分析构建圆筒偏载试验等为题,使学生从简单受力结构分析入手,运用计算机模拟软件确定测点布置,结合动手具体粘贴应变片,对应变片实测数据校准整定;从而完成一个完整的测试工作。

一、任务设计与要求1 应用力学知识(理论力学材料力学),运用软件ansys分析简支梁受力集中区,确定测点布置位置,采用钢板尺作为测试对象,验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性;2 应用力学知识(理论力学材料力学),运用软件ansys分析悬臂梁受力集中区,确定测点布置位置,采用钢板尺作为测试对象,验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性;3 应用力学知识(理论力学材料力学),运用软件ansys分析传动轴受力集中区,确定测点布置位置,采用钢板尺作为测试对象,验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性;以上力学分析,结构分析需回答并完成以下问题:(1)应变片的种类及选取问题;(2)每位学生需要利用AUTOCAD绘制一副应变片的2D图;(3)运用proE或其它软件绘制测试对象3D图;(4)运用力学理论分析其受力情况;(5)将3D图导入ansys分析软件进行仿真分析;(6)并运用应变片粘贴工艺知识,选取相应的粘合剂;(7)完成相应的应变片粘贴过程,并进行粘贴质量检查;(8)导线的连接与固定,并对粘贴后的应变片进行标定;(9)布线和组桥方法,多个应变片误差的计算;(10)根据上述测试过程,针对起重机电机传动选取国内外标准传感器,构建实验,并注明相应的参数选取原因。

二、实验器材电阻应变片2个、钢尺板1个、塑料直尺2个、502胶水一管、胶带若干、导线若干、100欧电阻两个、干净电路板一个、蜡烛一支、万用表、5V电源。

其它辅助工具及器材皆取自实验室。

三、实验预想步骤1、用ansys软件将悬臂梁形变时的应力变化并确定最大应力点,然后截图。

2、在钢尺板上确定应变片粘贴点并用砂纸打磨干净。

3、选取相应的胶水将应变片粘贴在钢尺板两面的粘贴点上,然后蜡封,最后用万用表检验应变片是否存在短路现象,如果短路,重新实验,如果没有短路,则进行以下步骤。

4、在干净的电路板上建立电路桥。

5、将应变片、电路板及电源连接起来。

用万用表测量起始电压、应变片的电阻。

6、给悬臂梁施加力,测量悬臂梁变性后两应变片的阻值和电路电压。

7、整理并分析数据,得出实验结果。

四、实验操作步1、运用ansys软件仿真钢尺碳素工具钢弹性模量2.00-2.20 e11 泊松比0.24-0.28 拉伸强度600MPa 屈服强度355MPa得到结果最大应力472MPa 最大应变6.36cm经过力学理论与ANSYS仿真比较,确定粘贴位置。

2、在钢尺板的粘贴点上用砂纸打磨干净。

3、用选定的502胶水将应变片粘贴在钢尺板两面的粘贴点上,然后蜡封,最后用万用表检验应变片是否存在短路现象,如果短路,重新实验,如果没有短路,则进行以下步骤。

得出两个应变电阻值为121.4欧。

4、应变片结构俯视图5、在干净的电路板上建立电路桥。

6、连接电路,测的电源电压为4.78V。

U01=2.08V。

给悬臂梁施加4N力使之发生形变,待形变稳定后,测得应变片阻值R1=122欧,R2=120.8欧,U02=2.17V。

五、实验数据及分析压力值0 N 100 100 121.4 121.4 4.78 2.084 N 100 100 122 120.8 4.78 2.17六、电阻应变片的选择1、电阻应变片的工作原理: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形变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,在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。

2、电阻应变片的分类:电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。

金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。

通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。

这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。

3、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的改变,这一物理现象称为“电阻应变效应”。

4、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)、金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化,拉伸时电阻变大,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。

6、半导体的应变灵敏度:半导体材料之所以具有较大的电阻变化率,是因为它有远比金属导体显著的多的压阻效应。

7、金属电阻应变片金属电阻应变片的分类及其结构金属电阻应变片分为丝式、箔式,薄膜式三种。

金属丝电阻应变片的典型结构见图。

它主要由粘合层1、3,基底2、盖片4,敏感栅5,引出线6构成。

金属箔式应变片的敏感栅,则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。

金属箔栅采用光刻技术制造,适用于大批量生产。

由于金属箔式应变片具有线条均匀、尺寸准确、阻值一致性好、传递试件应变性能好等优点,因此,目前使用的多为金属箔式应变片,其结构见下图。

金属电阻应变片工作原理简介金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应,即金属丝在受到应力作用时,其电阻随着所发生机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化。

电阻应变效应的理论公式如下:由上式可知,金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中,ρ、L、S三者都要发生变化,从而必然会引起金属丝电阻值的变化。

当受外力伸张时,长度增加,截面积减小,电阻值增加;当受压力缩短时,长度减小,截面积增大,电阻值减小。

因此,只要能测出电阻值的变化,便可知金属丝的应变情况。

这种转换关系为:式中: R---金属丝电阻值的变化量;Ko---金属材料的应变灵敏系数,它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为常数值;ε---金属材料的轴向应变值,即,因此又称ε为长度应变值,对金属丝而言,其值勤在0.24--0.4之间.。

在实际应用中,将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测饥械零件的表面。

当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产生应变时,粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形,引起应变片电阻发生相应的变化。

这时,电阻应变片便将力学量转换为电阻的变化量输出。

金属电阻应变片电桥电路图金属电阻应变片应用于力学测量时,需要和电桥电路一起使用;由于应变片电桥电路的输出信号微弱,采用直流放大器又容易产生零点漂移现象,故多采用交流放大器对信号进行放大处理,所以应变片电桥电路一般都采用交流电供电,组成交流电桥。

根据读数方法的不同,电桥又分为平衡电桥和不平衡电桥两种。

平衡电桥仅适合测量静态参数,而不平衡电桥则适合测量动态参数。

由于直流电桥和交流电桥在工作原埋上相似,为了方便起见,下面仅就直流不平衡电桥进行介绍。

图所示电路是输出端接放大器的直流不平衡电桥的电路。

第一桥臂接电阻应变片R1,其他三个桥臂接固定电阻。

当应变片R1末发生应变时,由于没有阻值变化,电桥维持初始平衡条件的R1.R4=R2.R3,因而输出为零,即UOUT=A(Rl.R4一R2.R3)=0当应变片产生应变时,应变片产生△R1的电阻变化,电桥处于不平衡状态,此时:假设,并考虑到电桥初始平衡条件,,省略去分母中的微量,则上式可写成为从式中可以看出,输出电压正比于应变片发生应变时产生的电阻变化量们。

电阻应变片的特性1、温度效应:用应变片测量应变时,除了能感受试件受力后的变形外,同样也能感受环境温度变化,并引起电阻应变片示值的变动,该效应称为温度效应。

补偿方法:通过惠斯登电桥桥路特性进行温度补偿。

在电桥一个测壁上接一个与量测片同样阻值的温度补偿应变片,测量片贴在受力构件上,既受应变作用,又受温度作用。

补偿片贴在一个与试验材料相同并置于试件附近,具有同样温度变化条件但不受外力作用。

为此,电桥对角线上的电流计的反映只是试件受力后产生的变形,温度效应得以消除。

误差补偿有何要求:(1)补偿片与工作片应该是同批产品,具有相同电阻值、灵敏系数和几何尺寸。

(2)贴补偿片的试块材料应与试件的材料一致,并应做到热容量基本相等。

(3)补偿片的贴片、干燥、防潮等处理工艺必须与工作片完全一致。

(4)连接片与工作片的位置应尽量接近,使二者处于同样温度场条件下,以防不均匀热源的影响。

(5)连接补偿片的导线应与连接工作片的导线同一规格、同一长度,并且相互平列靠近布置或捆扎成束。

补偿片的数量多少,根据试验材料特性、测点位置、试验条件的决定。

2、横向效应:应变片除了有纵向的丝栅外,还有圆弧形或直线形的横栅。

横栅即对轴向的应变敏感,也对垂直于轴向的横向应变敏感。

当把应变片粘贴在一维应力F作用下的工件上时,纵向丝栅由于产生纵向应变,电阻值增加。

而横栅由于纵向应变和横向应变的影响,电阻值减小。

实际上横向丝栅将纵向丝栅电阻的变化抵消了一部分。

这就是横向效应。

电阻应变片的测量电路应变片将应变的变化转换成电阻相对变化△R/R,还要把电阻的变化再转换为电压或电流的变化,才能用电测仪表进行测量。

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