工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、工程測試技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一電橋加減特性、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 熟悉各種方式的組橋方法。2. 通過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證電橋加減特性和補(bǔ)償特性。3. 對不同方式組橋得出的輸出值進(jìn)行比較并分析誤差。、實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)電橋四臂分別產(chǎn)生電阻變化為RiR2U 0( R1R24 R4 時,K(1電橋的電壓輸出為234）1電橋的輸出與電阻變化或應(yīng)變變化的符號有關(guān)（ 的符號：拉為“ + ”壓為“一”）即對臂同號相加，對臂異號相減；鄰臂異號相加，鄰臂同號相減。2. 電橋的輸出與橋臂系數(shù) n有關(guān)。 U =山 K n4當(dāng)一臂工作（受力）時，n = 1 ;當(dāng)兩臂工作時，n = 2 ;當(dāng)四臂工作時，n = 4。提高橋臂系數(shù)可增大電橋輸出。三、實(shí)

2、驗(yàn)裝置及儀器：1. 等強(qiáng)度梁2. 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀四、實(shí)驗(yàn)要求：本實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行實(shí)測所必須熟練掌握的最基本的技能訓(xùn)練，要求人人動手、動腦，獨(dú)立 思考，操作完成。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1. 檢查儀器情況（見靜態(tài)電阻應(yīng)變儀使用方法）。2. 一切無誤后開始組橋。分別按下列方式組橋，然后儀器調(diào)平衡（見靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 使用方法）后加載，將數(shù)據(jù)填入表格。每次組橋后都要重復(fù)以上步驟。（1）半橋接法，單臂工作。即應(yīng)變片R1受力，應(yīng)變片 R2作溫度補(bǔ)償片。（見）（2）全橋接法，兩臂工作。即兩片應(yīng)變片 作溫度補(bǔ)償片。（見）（3）全橋接法，兩臂工作。即兩片應(yīng)變片 作溫度補(bǔ)償片。（見）（4）全橋接法，兩臂工作。即兩片應(yīng)變片 溫度補(bǔ)

3、償片。（見）R1、R2鄰臂同號受力，兩應(yīng)變片R3、R4R1、R2鄰臂異號受力，兩應(yīng)變片R3、R4R1、R3對臂同號受力，兩應(yīng)變片R2、R4作（5）全橋接法，兩臂工作。即兩片應(yīng)變片 R1、R3對臂異號受力，兩應(yīng)變片R2、R4作溫度補(bǔ)償片。（見）（6） 全橋接法，四臂工作。既四片應(yīng)變片四臂異號受力。（見）3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、組橋方式 記錄項(xiàng)、單臂工作兩臂工作四臂工作鄰臂同號鄰臂異號對臂同號對臂異號四臂異號加載重量（kg）0.510.510.510.510.510.51出輸卩橋臂系數(shù) （實(shí)測值，取 小數(shù)點(diǎn)后三位）14. 結(jié)果分析（1 ）結(jié)合電橋輸出公式及實(shí)驗(yàn)原理，解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。（2）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

4、誤差及原因。六、思考題：1. 直流電橋的平衡條件是什么?2. 為了增大電橋的輸出，可以采取哪些組橋措施？3. 用組橋方式（6）獲得的測試結(jié)果是否是梁的實(shí)際應(yīng)變值？若要獲得該值，應(yīng)該如 何處理數(shù)據(jù)？4心得體會實(shí)驗(yàn)二梁的振動測試實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 了解激振、測振系統(tǒng)的基本組成及使用。2. 以簡支梁為對象，掌握用比較法測振動頻率，用共振法測固有頻率以及振動參數(shù)的 測試方法。二. 實(shí)驗(yàn)原理：振動測試是機(jī)械工程中最常見的測試工作，振動傳感器及儀器種類繁多。現(xiàn)以壓電式 加速度計(jì)作為接觸式傳感器的典型，用以測量簡支梁的振動。系統(tǒng)方框圖如下：利用共振法可測出系統(tǒng)的固有頻率：當(dāng)信號發(fā)生器發(fā)出的激振頻率與系統(tǒng)的固有頻

5、率 相同時，系統(tǒng)振幅為最大。此時，信號發(fā)生器上的頻率指示即為系統(tǒng)的固有頻率。三. 實(shí)驗(yàn)儀器及裝置：1. 簡支梁振動實(shí)驗(yàn)臺2. 精密信號發(fā)生器3. 功率放大器4. 激振器5. 加速度計(jì)6. 電荷放大器7. 示波器四. 實(shí)驗(yàn)步驟：1. 將激振、測振系統(tǒng)連接、調(diào)試好。2. 由信號發(fā)生器發(fā)出的一個正弦信號，從示波器屏幕上得出振動加速度a （或振動速度、位移）、頻率，并記錄數(shù)據(jù)。3. 調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器的頻率，到示波器屏幕上出現(xiàn)橢圓為止。此時，標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器上的頻率指示即為未知信號的振動頻率f ，并記錄數(shù)據(jù)。4.由信號發(fā)生器發(fā)出的一個正弦信號，當(dāng)該信號的頻率與簡支梁的固有頻率相同時， 將發(fā)生共振現(xiàn)象。此

6、時，可從示波器屏幕上讀出振動加速度的最大值an,并記錄數(shù)據(jù)。從信號發(fā)生器的頻率指示上讀出簡支梁的固有頻率。此時，也可調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器的頻率，到示波器屏幕上出現(xiàn)橢圓為止，標(biāo)準(zhǔn)信號發(fā)生器上的頻率指示即為系統(tǒng)的固有頻率fn，并記錄數(shù)據(jù)。振動電壓值u (V)振動加速度a ()振動頻率f (HZ)共振電壓值Un ( V )共振加速度an ()共振頻率fn ( HZ )5作系統(tǒng)的幅頻特性曲線，縱坐標(biāo)為系統(tǒng)的輸出與輸入幅值之比(B / A)，橫坐標(biāo)為振動頻率與固有頻率之比(f / f n )。6.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)振動頻率f(HZ)固有頻率fn(HZ)頻率比f / fn輸入電壓A(V)輸出電壓B(V)幅值比B /

7、A20222426283032f n1134363840424446五. 思考題：1 敘述壓電式傳感器的工作原理。2 .敘述系統(tǒng)幅頻特性的定義；總結(jié)該系統(tǒng)的特點(diǎn)。3 .實(shí)驗(yàn)中存在的問題及心得體會。實(shí)驗(yàn)三扭矩標(biāo)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 通過實(shí)驗(yàn)，掌握扭矩標(biāo)定常用的方法一模擬小軸標(biāo)定法。2. 建立扭矩標(biāo)定曲線，確定扭矩標(biāo)尺，寫出扭矩標(biāo)定方程。實(shí)驗(yàn)原理測試系統(tǒng)方框圖土 1店中/1軸電橋-rl*本 13由*挿1尢裁承沽豪模擬標(biāo)疋小軸M做一個比實(shí)測軸直徑小 Q倍、材質(zhì)相同的小軸。在小軸上貼片，要求應(yīng)變片性能、貼片工藝、組橋方法、測量儀器以及導(dǎo)線等，均與實(shí)測軸的測試條件完全一樣，然后將小軸放在加載支架上，加載并做

8、出標(biāo)定曲線。對模擬小軸施加已知扭矩M標(biāo),得標(biāo)=型標(biāo)0.2d對實(shí)測軸為M測測=30.2D3式中:標(biāo)與測一一小軸與大軸貼片處的剪切應(yīng)力;d與D小軸與大軸貼片處直徑。1. 當(dāng)兩軸的測試條件、輸出值（光點(diǎn)高度）相同時，則表示兩軸產(chǎn)生的剪切應(yīng)力相等M標(biāo)M測0.2d3 =0.2D3M 測=M 標(biāo)（D）3d實(shí)際應(yīng)用上式時，模擬小軸的扭矩標(biāo)定曲線可作為實(shí)測大軸的扭矩標(biāo)定曲線，只是將M標(biāo)乘以（D/d） 3即為M測。2. 當(dāng)兩軸的輸出值（光點(diǎn)高度）不相同時，可根據(jù)模擬小軸的扭矩標(biāo)定曲線得出扭矩標(biāo)定系數(shù)（標(biāo)尺）Km。M標(biāo)Km =（ N m / mm ）（取小數(shù)點(diǎn)后三位）S標(biāo)扭矩標(biāo)定方程M 測=K m Sm ()(

9、N m)d式中:S標(biāo)一標(biāo)定扭矩的光點(diǎn)高度（mm）Sm 實(shí)測扭矩的光點(diǎn)高度（mm）三. 實(shí)驗(yàn)裝置及儀器：1 模擬小軸裝置2. 動態(tài)電阻應(yīng)變儀3. 光線示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)四實(shí)驗(yàn)要求：本實(shí)驗(yàn)是實(shí)測前重要的準(zhǔn)備工作，要求從組橋、儀器聯(lián)接到平衡調(diào)試、加載記錄，每 個步驟都做到正確操作，認(rèn)真完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。五.實(shí)驗(yàn)步驟：1. 弄清模擬小軸上的應(yīng)變片粘貼位置和方向（小軸直徑 d = 30mm ）,正確判斷應(yīng)力狀 態(tài)。2. 將小軸上四個應(yīng)變片以全橋形式正確接入電橋盒。3. 按照動態(tài)電阻應(yīng)變儀，光線示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用說明，將儀器聯(lián)接好、調(diào) 試好。4. 對小軸加卸載（軸的力臂長 1米），拍攝、記錄。將標(biāo)

10、定扭矩的光點(diǎn)高度用尺子量 好填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表內(nèi)。5. 根據(jù)記錄數(shù)據(jù)建立扭矩標(biāo)定曲線，縱坐標(biāo)為模擬小軸標(biāo)定扭矩M標(biāo)（Nm）,橫坐標(biāo)為標(biāo)定扭矩的光點(diǎn)高度 S標(biāo)（mm）,并求出扭矩標(biāo)定系數(shù) Km = （ N m /mm ）（取 S標(biāo)D 3小數(shù)點(diǎn)后三位），寫出扭矩標(biāo)定方程：M測=Km -Sm （ ）3 （N m）,并將Km d的數(shù)d值代入扭矩標(biāo)定方程（其中 Sm、D未知）。6. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)光高（荷載，N m） 方式09.819.629.439.2加載卸載六. 思考題：1. 測軸的扭矩時，為什么要在與軸線成45方向貼片?90mm，光線示波器實(shí)測扭2. 若扭矩的標(biāo)定系數(shù)為你本次實(shí)驗(yàn)所得，已知被測軸直徑 矩的光

11、點(diǎn)高度為45mm，求被測軸的扭矩。3. 實(shí)驗(yàn)中存在的問題及心得體會。實(shí)驗(yàn)四動態(tài)應(yīng)變測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握動態(tài)應(yīng)變測量系統(tǒng)的基本組成及使用。2. 以懸臂梁為對象，掌握應(yīng)變、頻率、周期、阻尼比的測試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)懸臂梁的端部獲得一外力時，梁便產(chǎn)生上、下振動。貼在梁上的應(yīng)變片的阻值也會 相應(yīng)地產(chǎn)生變化，經(jīng)電阻應(yīng)變儀放大后，由光線示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄下這個按正弦 規(guī)律變化的信號，其周期、頻率與懸臂梁應(yīng)變（應(yīng)力）的變化周期、頻率相一致，應(yīng)變（應(yīng) 力）的大小可通過有關(guān)比值得出。測試系統(tǒng)方框圖三、實(shí)驗(yàn)裝置及儀器:1 .動態(tài)應(yīng)變梁2.動態(tài)電阻應(yīng)變儀3. 光線示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)四、實(shí)驗(yàn)要求；本實(shí)驗(yàn)是一個綜合性實(shí)驗(yàn)。要求從組橋、儀器聯(lián)接及使用，到標(biāo)定、記錄及整理實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)，每個步驟都清楚，會操作，并正確得出測試結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)步驟；1. 將動態(tài)應(yīng)變梁上的一枚工作片與補(bǔ)償塊上的一枚溫度補(bǔ)償片，以半橋形式接到電橋盒上。2. 按照動態(tài)電阻應(yīng)變儀、光線示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用說明，將儀器聯(lián)接、調(diào)試 好。3. 先用動態(tài)電阻應(yīng)變儀進(jìn)行應(yīng)變標(biāo)定，然后用手給動態(tài)應(yīng)變梁加一外力，使其產(chǎn)生振動，并用光線示波器或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄波形。4.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定應(yīng)變標(biāo)=200標(biāo)定光高h(yuǎn) 標(biāo)=h1 h22標(biāo)標(biāo)定系數(shù)K D =-