测试技术实验指导书(实验三悬臂梁应变综合实验)
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。
测试技术实验指导书共8页
测试技术实验指导书交通运输工程学院测控室2005年5月10日实验一应变片的粘贴与检验一、实验目的：1、了解应变敏感元件——应变片的构造、特点。
2、掌握箔式应变片的粘贴方法。
3、掌握对已粘贴好的应变片的检验方法。
二、实验设备：电桥一个万用表一个兆欧表一个应变片连接片粘结剂502清洗剂酒精或丙酮红外线灯三、实验要求：1、观察、选择和检验应变片：1）、观察各种类型和规格的应变片的构造、了解其特点。
2）、根据测试需要选择不同阻值和类型的应变片。
3）、先检查应变片完好后，先用万用表、再用电桥测出应变片的准确阻值、要求组成同一电桥的各应变片的灵敏度系数相同，其阻值相差应小于0.5欧。
2、试件表面的清洗及处理：1）、除去试件表面的铁锈、油漆和污物。
2）、用锉刀、砂布等打磨试件的粘贴处、光洁度应达到5左右。
3）、用划针在测点处划出应变片的定位线。
4）、用清洗剂对试件进行清洗。
3、粘贴应变片1）、在测点和应变片的反面均匀的涂上一层502胶，将应变片涂胶的一面放到测点上并对好定位线。
2）、在应变片的正面复盖上一小片滤纸或塑料薄膜，防止粘手，然后用手指沿应变片的纵向、向一个方向滚压，挤出应变片下的气泡和多余的胶水。
3）、按住应变片不动，保持3分钟左右即可（注：如果不是瞬干胶，则要晾干24小时）3、安装接线：1）、在应变片的引出线端约2厘米处粘一小块联接片。
2）、将应变片的引出线烫上锡并套上套管。
3）、将应变片的引出线在联接片上焊接好4、贴片质量检查：1）、用万用表测量应变片的引出线，检查在贴片的过程是否造成短路、断路。
2）、用兆欧表测量应变片与试件间的绝缘电阻，要求达到或大于100兆欧，如果未达到，可用红外线灯烘烤，直到达到要求为止。
5、应变片的防潮处理：测试前一般要对应变片进行防潮保护。
方法一：将防潮剂（配方：松香50%、石蜡40%、黄油10%）在容器中加热熔化、搅拌均匀、涂在应变片上，完全盖住应变片。
方法二：直接用703胶涂盖即可。
机械工程测试技术三级项目报告（DOC）
机械工程测试技术三级项目报告（DOC）机械工程测试技术三级项目报告题目：等强度悬臂梁的动态响应测量与数据分析班级：13 级机械装备-2 班小组成员：才旺李同孙向男指导教师：胡福泰2016年7 月1、2、3、摘要前言正文3.13.23.33.43.53.63.7等强度悬臂梁工作原理.应变片的工作原理....电测法基本原理......实验内容及步骤......实验数据记录及实验结果注意事项............实验分析说明及结论...2.3..6....6....7....9..11..12.. 13(13)4、心得14本实验目的在于掌握在不同的动态力作用下应变测量方法，是对基本测试方法的一次综合训练过程，通过对具体所要测试机械装备的工作状态进行分析、了解要测试的对象，最终确定测试实验方案以及选择要采用的仪器。
通过此过程了解静态、动态信号的采集及数据分析处理过程，熟悉从传感器到计算机之间各仪器的连接、测试软件的使用和机械信号测试方法。
关键字：动态力悬臂梁应变测试软件辅助测量本次实验的实验目的是掌握在不同的动态力状态下，应变测量的方法。
实验内容是悬臂梁在动态力作用下梁身应变的变化。
此次实验采用电阻应变测量方法测量应变。
研究强度问题可以有两种途径：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。
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。
悬臂梁模态分析实验报告
悬臂梁模态分析实验报告一、实验目的通过对悬臂梁进行模态分析实验，了解悬臂梁在不同振动模态下的固有频率和振型，并验证计算模态分析结果的准确性。
二、实验原理悬臂梁是一种常见的结构形式，其在振动过程中会出现不同的振动模态，每个振动模态对应一个固有频率和振型。
模态分析是通过实验或计算的方法，确定一个结构在振动中的固有频率和振型的过程。
在本实验中，我们选择一根长度为L的悬臂梁，将其固定在一个支撑架上。
在悬臂梁上施加一个外力，使梁发生振动。
利用振动传感器测量悬臂梁不同位置处的振动加速度，并通过信号处理来得到悬臂梁的模态信息。
三、实验器材和仪器1.悬臂梁：长度为L、直径为d的悬臂梁2.支撑架：用来支撑悬臂梁的架子3.外力施加装置：用来在悬臂梁上施加外力的装置4.振动传感器：用来测量悬臂梁不同位置的振动加速度5.信号处理器：用来对振动信号进行处理和分析的设备四、实验步骤1.将悬臂梁固定在支撑架上，并调整支撑架的角度和高度，使悬臂梁处于水平状态。
2.在悬臂梁上选择一个合适的位置，安装振动传感器，并将传感器连接到信号处理器上。
3.利用外力施加装置，在悬臂梁上施加一个单一方向的外力。
4.启动信号处理器，并进行振动信号的采集和处理。
5.分析处理后的振动信号数据，得到悬臂梁的固有频率和振型。
五、实验结果及讨论根据实验数据，我们得到了悬臂梁的固有频率和振型，并与理论计算值进行比较。
整个实验过程中，我们进行了多次实验，分别在不同的外力大小下进行了振动测试。
通过对比实验数据和计算结果，验证了模态分析方法的准确性。
六、实验结论通过模态分析实验，我们成功地确定了悬臂梁在不同振动模态下的固有频率和振型，并验证了计算模态分析结果的准确性。
这对于进一步研究和应用悬臂梁的振动特性具有重要的意义。
七、实验心得通过本次实验，我深刻了解了悬臂梁的振动特性和模态分析的原理和方法。
实验过程中，我学会了如何正确选择和安装振动传感器，以及如何对振动信号进行分析处理。
《工程测试技术》实验指导书-14页精选文档
《工程测试技术》实验指导书目 录实验一 电阻应变片的原理及应用………………………………………………………………3 实验二电容式传感器的原理及应用……………………………………………………………8 实验三光纤传感器原理及应用…………………………………………………………………11 实验四光电和磁电传感器原理及应用 (14)实验一 电阻应变片的原理及应用一、实验目的：1. 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
2. 比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。
3. 了解全桥测量电路的优点。
二、实验设备：双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、±5V 电源、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）。
三、实验原理： ㈠ 单臂电桥实验电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为ε⋅=∆k RR（1-1）式中R R ∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1所示，将四个金属箔应变片（R1、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。
图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。
电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图 1-2 所示 R6=R7=R8=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2） E 为电桥电源电压；式 1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021⋅∆⋅-=RRL 图 1-2 单臂电桥面板接线图㈡ 半桥性能实验不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图1-3所示。
电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出电压为RRE k E U ∆⋅=⋅⋅=220ε （1-3） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
《工程测试技术》实验指导书
《工程测试技术》实验指导书目录实验一电阻应变片的原理及应用 (3)实验二电容式传感器的原理及应用 (8)实验三光纤传感器原理及应用 (11)实验四光电和磁电传感器原理及应用 (14)实验一电阻应变片的原理及应用一、实验目的：1. 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
2. 比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。
3. 了解全桥测量电路的优点。
二、实验设备：双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、±5V 电源、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）。
三、实验原理：㈠ 单臂电桥实验电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为ε⋅=∆k RR（1-1） 式中RR ∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； l l ∆=ε为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1所示，将四个金属箔应变片（R1、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。
图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。
电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图 1-2 所示 R6=R7=R8=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2）E 为电桥电源电压；式 1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021⋅∆⋅-=RRL图 1-2 单臂电桥面板接线图㈡ 半桥性能实验不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，如图1-3所示。
电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变数也相同时，半桥的输出电压为RRE k E U ∆⋅=⋅⋅=220ε （1-3） 式中RR ∆为电阻丝电阻相对变化；k 为应变灵敏系数；ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
悬臂梁振动参数测试实验
悬臂梁振动参数测试实验悬臂梁是一种常见的结构，广泛应用于工程领域。
在实际应用中，悬臂梁的振动参数对结构的稳定性和性能有重要影响。
因此，进行悬臂梁振动参数测试实验具有重要意义。
悬臂梁的振动参数主要包括自然频率、阻尼比和模态形态等。
自然频率是指悬臂梁在无外界力作用下固有振动的频率。
阻尼比是描述悬臂梁振动衰减速度的参数。
模态形态是指悬臂梁不同振型下的振动特征。
悬臂梁的振动参数测试实验可以通过使用加速度传感器和激励源等测量设备进行。
实验流程如下：首先，确定悬臂梁的几何尺寸和材料参数。
将悬臂梁固定在实验平台上，并保证其支座位置与实际使用条件相同。
接下来，以悬臂梁的自然频率为目标进行实验。
采用激励源施加不同频率的激励信号，并通过加速度传感器测量相应的振动响应。
利用悬臂梁的振幅-频率响应曲线，可以得到悬臂梁的自然频率。
然后，以阻尼比为目标进行实验。
在悬臂梁上施加周期性激励信号，在加速度传感器的测量下获取悬臂梁的振动响应。
利用悬臂梁的振幅-时间曲线，可以计算出悬臂梁的阻尼比。
最后，以模态形态为目标进行实验。
通过在悬臂梁不同位置施加冲击或连续激励信号，可以观察到悬臂梁的振动模态。
利用高速摄像机或激光干涉仪等设备，可以记录下悬臂梁不同振型的形态，从而得到悬臂梁的模态形态。
实验完成后，可以对悬臂梁的振动参数进行分析和评价。
如果实测值与设计值或理论值相符，则说明实验结果准确可靠；如果存在较大偏差，则可能需要重新检查实验方法或设计参数。
总之，悬臂梁振动参数测试实验是一个关键的工程实验，可以用于评估和改进悬臂梁的振动性能。
通过合理设计实验方案和选用合适的测量设备，可以得到准确的振动参数，为悬臂梁的设计和应用提供有力支持。
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实验三悬臂梁应变综合实验
一、试验目的
1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。
2)掌握应变传感单元（电桥）测量的工作原理。
3)通过对悬臂梁的应变测量，掌握动静态应变测量的基本方法。
二、实验原理
电阻应变测量技术是一种确定构件表面应力状态的实验应力分析方法。
其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。
通过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或者输出与应变成正比的电信号，用模拟或数字记录设备记录信号，就可得到被测量的应变或应力。
目前，电阻应变测量技术已成为实验应力分析中广泛应用的一种方法，具有如下特点：
应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力分布。
测量灵敏度、精度高。
应变最小分辨率可达1微应变。
测量应变的范围广。
可由1微应变到几万微应变。
频率响应好。
可测量0 ～ 10万赫的动应变。
可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。
由于测量过程中输出的是电信号，因此容易实现自动化、数字化，并能进行远距离测量和无线电遥测。
通用性好。
不但适用于测量应变，而且可制成各种高精度传感器，用于测量载荷、位移、加速度、扭矩等力学量。
不过该测量方法也有它的缺点，主要表现在只能测量构件表面某一方向的应变，应变计有一定栅长，只能测定栅长范围内的平均应变。
在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则测量误差较大。
电阻应变片由于构件变形而发生的电阻变化ΔR用惠斯顿电桥来测量，如图所示。
电阻应变片是将被测点的应变量转换为电阻变化率ΔR/R（以应变片的灵敏度S g来衡量）。
电阻应变仪是将这电参量，经放大处理后再转换成应变量。
电阻应变测量分析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大/调理器、数据采集和输出（显示/记录）三部分所组成。
电桥的输出电压u y与各桥臂上应变片的应变（ε1、ε2、ε3、ε4）代数和成线性关
系,计算公式如下：
其中：S g — 应变片的灵敏度 u 0 — 供桥电压(V) 上式表明：相邻桥臂的电阻变化率（或应变）相减，相对桥臂的电阻变化率（或应变）相加。
在电测应力实验分析中利用这一性质，可以
通过合理的粘贴应变片，提高测量灵敏度，降低测量误差。
在弹性范围内，电测误差低于％。
这关系建立了以电桥电路测量应变的理论基础。
三、实验仪器
1) 电阻应变计（1片）
2) 悬臂梁
3) 丙酮、502粘接剂、万用表等。
4) 计算机软硬件系统（WINDOWS2000操作系统）
5) 多参数动态信号处理分析系统（CMAS-T ）
6) CMAS-T 信号调理采集装置（1个）
7) 砝码（2个）
8) 打印机（1台，共享）
四、实验步骤
第一阶段：电阻应变片的粘贴
1） 目测电阻应变片有无折痕。
断丝等缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴
注意：不要用手或不干净的物品直接接触应变片基底。
2） 试件表面处理
[1] 实验所用试件为等宽度梁，为了粘贴牢固，必须对试件表面进行处理。
处理方法
如下：
在梁的贴片位置(已画出的十字线位置如图所示，也是后续的贴片坐标)，用细
纱纸打磨干净，要求打磨成45度交叉线，如果梁上已贴有应变片，先用小刀铲掉。
应变片为一次性消耗材088
)(4
43210εεεε-+-=g y S u u a b c d
R 1 R 4
R 2 R 3 u y u 0 I abc I adc
料，粘贴牢固后不能再重复使用。
用丙酮棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。
3）应变片粘贴
在502粘贴剂瓶口打一小细孔（用大头针），以便只流出少量胶液，一手捏住应变片的引出线，一手拿502，瓶口向下，在应变片基底上挤一小滴胶水，并用瓶口轻轻涂抹均匀，将多余的胶水甩去，立即把应变片贴到试件上，盖上一小张聚四氟乙烯薄膜，用大拇指轻轻按压，挤出气泡和多余的粘结剂，持续一分钟左右即可。
注意：手指不能直接接触502胶水,否则粘手。
注意不要擦到眼睛或衣服上.
4）粘贴质量的检查
[1]目测应变片是否粘牢,有无气泡、翘起等现象。
[2]用万用表检查电阻值。
正常情况下，阻值与未贴片前的相差无几。
5）用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应大于500M欧。
（实验室不做，了解）6）应变片保护。
用704硅橡胶覆于应变片上，防止受潮。
（实验室不做，了解）
第二阶段：悬臂梁应变动静态测试
7）启动计算机，进入图标，自动启动CMAS-T系统。
8）选择并点击下拉菜单项目‘信号采集调理|信号采集’后系统弹出窗口《动态信号监测与采集》，采用双域监视。
9）点击控件‘参数设置’，弹出窗口《信号通道采样参数设置》。
点击控件‘调用设置参数’，选择文件名‘strainS’。
10）检查信号调理采集装置的电源线和通讯线连接是否正常。
确认正常后打开电源。
然后连接标准源输出至通道CH2，调整红色选钮，设定为1。
然后点击控件‘频率调整’,系统自动进行采样频率的调整，
直至完毕。
11）设定采样长度（1200～1500，约
有30秒采样时间），灵敏度（）
和测量单位（10-6,记为με）,
线号：X Y Z 以及当前的工作路径（存储测量
数据用）。
确认全部采样参数设
置正确后，点击‘退出’后关闭
窗口《信号通道采样参数设置》，并击活窗口《动态信号监测与采集》。
12）将贴好应变片的等宽度梁固定在支架上，连接好工作应变片的接线以及半桥连接线至通道CH8（X线接a端、Y线接b端、Z线接c，如图所示）。
13）卸下悬臂梁上的所有砝码，等悬臂梁处于静止状态时调节上下两个调零按钮直至只有中间一个黄灯亮。
14）在《动态信号监测与采集》窗口的右下角点击‘开始采样’，CMAS-T系统立刻记录动态应变信号。
整个实验工况要求是：首先在悬臂梁一端用手下摁使悬臂梁产生变形，松
手后悬臂梁产生振动；等待悬臂梁振动衰减至平稳后，按冲击方式加一个砝码，悬臂
梁再次振动；等待悬臂梁振动衰减至平稳后，按冲击方式再加一个砝码。
数据采集完
毕后在CH8窗自动显示悬臂梁在不同冲击载荷下自由振动时的应变/应力载荷波形图。
15）在《动态信号监测与采集》窗口中点击‘处理分析’，可对信号进行数据的测读，并记录如下参数：
[1]在时域波形中测读三种载荷（空载、一个砝码、二个砝码）作用下的静态应变和
最大的动态应变；
[2]在频谱图上测读三种载荷作用下的最大振幅及其频率。
16）计算一个砝码和二个砝码的载荷应力（MPa），取E=206 GPa。
17）点击‘打印输出’，对其中的打印格式进行设置后，即可进行打印。
18）完成实验报告。
五、思考题
1)简述贴片质量对测量精度的影响。
2)为什么存在初读数应变的初读数对测量数据有何影响，如何消除
3)通过实验，分析比较悬臂梁加速度振动频率和振幅与动态应变的振动频率和振幅有何关
系。