2電阻應(yīng)變測(cè)試技術(shù)講課適用

1、 熟悉電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及原理，掌握熟悉電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及原理，掌握電電阻應(yīng)變的測(cè)量電路阻應(yīng)變的測(cè)量電路，以及如何應(yīng)用電阻應(yīng)，以及如何應(yīng)用電阻應(yīng)變進(jìn)行應(yīng)力和應(yīng)變測(cè)量。變進(jìn)行應(yīng)力和應(yīng)變測(cè)量。本章主要內(nèi)容參考書：參考書：地下工程測(cè)試?yán)碚撆c監(jiān)測(cè)技術(shù)地下工程測(cè)試?yán)碚撆c監(jiān)測(cè)技術(shù)第第3章章本章主要內(nèi)容2-0 2-0 概述概述2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路2-3 2-3 應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量2-4 2-4 應(yīng)變儀應(yīng)變儀2-0 2-0 概述概述1 1電阻應(yīng)變測(cè)量基本原理電阻應(yīng)變測(cè)量基本原理: :電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變效應(yīng) 電阻應(yīng)變片：待測(cè)非電量電阻應(yīng)變片：待測(cè)非電

2、量應(yīng)變值應(yīng)變值 電阻變化電阻變化r r電阻應(yīng)變儀：測(cè)量電阻應(yīng)變儀：測(cè)量r rl將應(yīng)變片的將應(yīng)變片的 r r u u或或 i il放大器放大器l輸出到顯示和記錄設(shè)備輸出到顯示和記錄設(shè)備本章主要內(nèi)容2-0 2-0 概述概述2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路2-3 2-3 應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量2-4 2-4 應(yīng)變儀應(yīng)變儀電阻應(yīng)變效應(yīng)公式電阻應(yīng)變效應(yīng)公式2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片l a r r 2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片理論分析理論分析l大應(yīng)變時(shí)，大應(yīng)變時(shí)， k k0 0通常不是常數(shù)；通常不是常數(shù)；l但對(duì)于康銅等少數(shù)幾種電阻絲而言，但對(duì)

3、于康銅等少數(shù)幾種電阻絲而言， k k0 0 基 本 為 定 值基 本 為 定 值 , , 因 此 它 們 可 用 于 大 應(yīng) 變因 此 它 們 可 用 于 大 應(yīng) 變（800010000）的量測(cè)的量測(cè)。)21 (210ck金屬材料對(duì)應(yīng)變的敏感系數(shù)金屬材料對(duì)應(yīng)變的敏感系數(shù)2 2 構(gòu)造：構(gòu)造：電阻絲電阻絲 基底與覆蓋層基底與覆蓋層 引線引線2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片2 2 構(gòu)造構(gòu)造（1 1）電阻絲：敏感材料，關(guān)鍵性部分。）電阻絲：敏感材料，關(guān)鍵性部分。要求：要求：電阻率大，應(yīng)變電阻系數(shù)大，溫度電阻系數(shù)小，電阻率大，應(yīng)變電阻系數(shù)大，溫度電阻系數(shù)小，壓延性好。壓延性好。材料：材料：銅鎳、鎳鉻

4、、鐵鉻鋁等高阻合金、半導(dǎo)體材料。銅鎳、鎳鉻、鐵鉻鋁等高阻合金、半導(dǎo)體材料。 （2 2）基底與覆蓋層：定位，傳力，保護(hù)）基底與覆蓋層：定位，傳力，保護(hù)要求：要求：絕緣，強(qiáng)度大，易粘貼，蠕變小，滯后小，防潮，絕緣，強(qiáng)度大，易粘貼，蠕變小，滯后小，防潮，熱穩(wěn)定，溫度應(yīng)變小。熱穩(wěn)定，溫度應(yīng)變小。材料：材料：紙基、膠基、紙浸膠基紙基、膠基、紙浸膠基（3 3）引線：引線：0.15-0.180.15-0.18的鍍錫（銥、銀）軟銅線。的鍍錫（銥、銀）軟銅線。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片3 3 分類分類(1)(1)金屬類金屬類金屬絲式應(yīng)變片：絲繞式、短接式金屬絲式應(yīng)變片：絲繞式、短接式0.01-0.05

5、mm 0.01-0.05mm ，響應(yīng)時(shí)間為，響應(yīng)時(shí)間為1010-7-7s s，散熱效果差，許用電流低。散熱效果差，許用電流低。圓角線柵，橫向效應(yīng)大；圓角線柵，橫向效應(yīng)大；直角線柵，制作復(fù)雜直角線柵，制作復(fù)雜。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片3 3 分類分類箔式應(yīng)變片箔式應(yīng)變片3- 10m3- 10m厚的康銅或其它合金膜，厚的康銅或其它合金膜，光刻印刷。光刻印刷。照相腐蝕成形法，集成電路制造技術(shù)。目前主要使用的照相腐蝕成形法，集成電路制造技術(shù)。目前主要使用的一種傳感器。一種傳感器。橫向效應(yīng)小，散熱好于絲式。橫向效應(yīng)小，散熱好于絲式。薄膜式應(yīng)變片：薄膜式應(yīng)變片：800800厚度厚度0.1m0.

6、1m的金屬薄膜，真空電鍍制造，用于高溫等的金屬薄膜，真空電鍍制造，用于高溫等特殊條件特殊條件2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片3 3 分類分類2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片（2 2）半導(dǎo)體式應(yīng)變片（壓阻效應(yīng)）半導(dǎo)體式應(yīng)變片（壓阻效應(yīng)）半導(dǎo)體材料，根據(jù)壓阻效應(yīng)制成。半導(dǎo)體材料，根據(jù)壓阻效應(yīng)制成。 靈敏系數(shù)高，靈敏系數(shù)高，k100k100，可直接用萬(wàn)用表測(cè)，可直接用萬(wàn)用表測(cè)應(yīng)變響應(yīng)時(shí)間僅有應(yīng)變響應(yīng)時(shí)間僅有1010-11-11s s熱穩(wěn)性能差；大應(yīng)變時(shí)，非線性較大。熱穩(wěn)性能差；大應(yīng)變時(shí)，非線性較大。3 3 分類分類（3 3）應(yīng)變花）應(yīng)變花: : 在一個(gè)基底上有幾個(gè)按一定角度排列的在一個(gè)基底上

7、有幾個(gè)按一定角度排列的敏感柵的應(yīng)變片。敏感柵的應(yīng)變片。用于主應(yīng)力方向未知條件測(cè)量。用于主應(yīng)力方向未知條件測(cè)量。自補(bǔ)償應(yīng)變片：用于高低溫和溫差大的條件自補(bǔ)償應(yīng)變片：用于高低溫和溫差大的條件2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（1 1）靈敏系數(shù)）靈敏系數(shù) 單向受力狀態(tài)下，敏感柵縱向中心線單向受力狀態(tài)下，敏感柵縱向中心線與應(yīng)力方向平行時(shí)，應(yīng)變片電阻值的相與應(yīng)力方向平行時(shí)，應(yīng)變片電阻值的相對(duì)變化與沿其縱向的應(yīng)變之比值。對(duì)變化與沿其縱向的應(yīng)變之比值。/rrk2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（2 2

8、）橫向效應(yīng)）橫向效應(yīng) 應(yīng)變片這種既受軸向應(yīng)變影響，又受橫向應(yīng)變影應(yīng)變片這種既受軸向應(yīng)變影響，又受橫向應(yīng)變影響而引起電阻變化的現(xiàn)象稱為響而引起電阻變化的現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)橫向效應(yīng)。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片ff 敏感柵是由n條直線段和（n1）個(gè)半徑為r的半圓組成, 若該應(yīng)變片承受軸向應(yīng)力而產(chǎn)生軸向拉應(yīng)變 時(shí), 則各直線段的電阻將增加, 但在半圓弧段則受到從 到 之間變化的應(yīng)變，即從軸向拉應(yīng)變過(guò)渡到橫向壓應(yīng)變，會(huì)使應(yīng)變片電阻減小。xxy4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（3 3）應(yīng)變片的規(guī)格）應(yīng)變片的規(guī)格幾何參數(shù)幾何參數(shù)應(yīng)變片的敏感柵工作面積：應(yīng)變片敏感柵長(zhǎng)寬之應(yīng)變片的敏

9、感柵工作面積：應(yīng)變片敏感柵長(zhǎng)寬之積，積， l- -柵長(zhǎng)標(biāo)距柵長(zhǎng)標(biāo)距 b-b-柵寬柵寬注意：盡量選用柵長(zhǎng)大、注意：盡量選用柵長(zhǎng)大、 柵寬小的應(yīng)變片。柵寬小的應(yīng)變片。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（4 4）應(yīng)變片電阻值）應(yīng)變片電阻值: :指應(yīng)變片在未安裝、不受外力、室溫指應(yīng)變片在未安裝、不受外力、室溫 條件下的電阻值。條件下的電阻值。單片阻值：?jiǎn)纹柚担簡(jiǎn)蝹€(gè)應(yīng)變片的標(biāo)定電阻值。單個(gè)應(yīng)變片的標(biāo)定電阻值。標(biāo)準(zhǔn)名義阻值標(biāo)準(zhǔn)名義阻值 ：人為規(guī)定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為一定值，如人為規(guī)定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為一定值，如120120、240240。一般應(yīng)變儀是按。一般應(yīng)

10、變儀是按120120應(yīng)變片要求設(shè)計(jì)應(yīng)變片要求設(shè)計(jì)的。的。平均名義阻值：平均名義阻值：一批應(yīng)變片抽樣標(biāo)定，電阻值取平均、一批應(yīng)變片抽樣標(biāo)定，電阻值取平均、求公差。如求公差。如120 120 0.5%0.5%或或1201200.60.6。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（5 5）機(jī)械滯后量：機(jī)械滯后量：恒溫時(shí)，在加、卸載過(guò)程中對(duì)各個(gè)應(yīng)力恒溫時(shí)，在加、卸載過(guò)程中對(duì)各個(gè)應(yīng)力水平分別測(cè)得的指示應(yīng)變量的最大差值。水平分別測(cè)得的指示應(yīng)變量的最大差值。產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因: :金屬絲、粘貼劑、基底等的殘余變形，在測(cè)金屬絲、粘貼劑、基底等的殘余變形，在測(cè)試時(shí)尚

11、未完全釋放。試時(shí)尚未完全釋放。消除方法：采用優(yōu)質(zhì)片，正確選擇粘合劑及粘貼工藝。消除方法：采用優(yōu)質(zhì)片，正確選擇粘合劑及粘貼工藝。如用于制造傳感器，標(biāo)定前應(yīng)作循環(huán)加載以消除滯后影如用于制造傳感器，標(biāo)定前應(yīng)作循環(huán)加載以消除滯后影響。響。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（6 6） 零漂、蠕變零漂、蠕變零漂：零漂：不受力、溫度均不變時(shí)，應(yīng)變測(cè)量值依然產(chǎn)生變不受力、溫度均不變時(shí)，應(yīng)變測(cè)量值依然產(chǎn)生變化?；．a(chǎn)生原因：應(yīng)變片受潮后，絕緣電阻降低，或通電后產(chǎn)產(chǎn)生原因：應(yīng)變片受潮后，絕緣電阻降低，或通電后產(chǎn)生的熱電勢(shì)造成的。生的熱電勢(shì)造成的。蠕變：蠕變：恒

12、溫情況下，受恒定機(jī)械應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變測(cè)值隨時(shí)恒溫情況下，受恒定機(jī)械應(yīng)變時(shí)，應(yīng)變測(cè)值隨時(shí)間而變化。間而變化。產(chǎn)生原因：膠層傳遞應(yīng)變產(chǎn)生原因：膠層傳遞應(yīng)變“滑動(dòng)滑動(dòng)”。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（7 7）應(yīng)變極限：應(yīng)變極限：應(yīng)變片最大應(yīng)變測(cè)量值。應(yīng)變片最大應(yīng)變測(cè)量值。 一般規(guī)定：應(yīng)變片顯示的值與機(jī)械應(yīng)變的相對(duì)誤差一般規(guī)定：應(yīng)變片顯示的值與機(jī)械應(yīng)變的相對(duì)誤差達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（一般達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)（一般10%10%）時(shí)的機(jī)械應(yīng)變即為應(yīng)變極限。）時(shí)的機(jī)械應(yīng)變即為應(yīng)變極限。此時(shí)，認(rèn)為應(yīng)變片失去了工作能力。此時(shí)，認(rèn)為應(yīng)變片失去了工作能力。 （8）絕緣電阻：絕

13、緣電阻：敏感柵及引線與被測(cè)試件之間的電阻值。敏感柵及引線與被測(cè)試件之間的電阻值。應(yīng)變片粘結(jié)層固化程度和是否受潮的標(biāo)志。應(yīng)變片粘結(jié)層固化程度和是否受潮的標(biāo)志。一般靜態(tài)一般靜態(tài)30m30m，動(dòng)態(tài)，動(dòng)態(tài)50m50m。 2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（9 9）動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)的特性）動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)的特性疲勞壽命：疲勞壽命：應(yīng)變片承受特定的交變荷載至破壞（脫片、應(yīng)變片承受特定的交變荷載至破壞（脫片、斷柵等）時(shí)的使用次數(shù)。通常斷柵等）時(shí)的使用次數(shù)。通常10106 610107 7頻率響應(yīng)：頻率響應(yīng)：應(yīng)變波由試件傳遞到應(yīng)變片所需時(shí)間為動(dòng)態(tài)應(yīng)變波由試件傳遞到應(yīng)變

14、片所需時(shí)間為動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)時(shí)間，金屬絲式頻率響應(yīng)時(shí)間，金屬絲式為為1010-7-7s s，半導(dǎo)體式，半導(dǎo)體式為為1010- -1111s s，可以認(rèn)為應(yīng)變片是基本沒(méi)有慣性的。，可以認(rèn)為應(yīng)變片是基本沒(méi)有慣性的。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片4 4 應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性應(yīng)變片的參數(shù)和工作特性（1010）應(yīng)變片的許用電流）應(yīng)變片的許用電流: :不影響工作特性的最大電流。不影響工作特性的最大電流。 控制應(yīng)變片的工作溫度，以防燒毀，其具體數(shù)值由控制應(yīng)變片的工作溫度，以防燒毀，其具體數(shù)值由廠家提供。廠家提供。一般絲式應(yīng)變片許用電流為一般絲式應(yīng)變片許用電流為202025ma25ma，測(cè)動(dòng)態(tài)時(shí)可達(dá)，測(cè)動(dòng)

15、態(tài)時(shí)可達(dá)7575100ma100ma。箔式應(yīng)變片散熱性能好，可達(dá)。箔式應(yīng)變片散熱性能好，可達(dá)200ma200ma以上。以上。2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片5 5 應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝(1) (1) 應(yīng)變片選用：應(yīng)變片選用：1 工作環(huán)境工作環(huán)境合適溫度范圍的應(yīng)變片、地下工程中防潮特性好合適溫度范圍的應(yīng)變片、地下工程中防潮特性好2 被測(cè)物的材料性質(zhì)被測(cè)物的材料性質(zhì)彈模高，基長(zhǎng)??；粗晶粒巖石或混凝土選用基長(zhǎng)長(zhǎng)彈模高，基長(zhǎng)小；粗晶粒巖石或混凝土選用基長(zhǎng)長(zhǎng)3 按被測(cè)試件受力狀態(tài)和應(yīng)變性質(zhì)：應(yīng)變花按被測(cè)試件受力狀態(tài)和應(yīng)變性質(zhì)：應(yīng)變花變化大選用基長(zhǎng)小，變化小選用基長(zhǎng)

16、大變化大選用基長(zhǎng)小，變化小選用基長(zhǎng)大4 按測(cè)量精度：按測(cè)量精度：基底材料基底材料 ，考慮動(dòng)態(tài)和靜態(tài)電阻值要求，考慮動(dòng)態(tài)和靜態(tài)電阻值要求2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片5 5 應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝(2)(2)應(yīng)變片粘結(jié)工藝：應(yīng)變片粘結(jié)工藝：1 1 應(yīng)變片檢查應(yīng)變片檢查: :外觀檢查、電阻值檢查外觀檢查、電阻值檢查2 2 表面處理表面處理: :刮刀除銹、砂布打磨、脫脂刮刀除銹、砂布打磨、脫脂棉擦洗、吹風(fēng)機(jī)烘干棉擦洗、吹風(fēng)機(jī)烘干2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片5 5 應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝(2)(2)應(yīng)變片粘結(jié)工藝：應(yīng)變片

17、粘結(jié)工藝：3 3 貼片與固化貼片與固化: :畫線、涂膠、用玻璃紙壓、調(diào)整、補(bǔ)膠畫線、涂膠、用玻璃紙壓、調(diào)整、補(bǔ)膠2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片5 5 應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝(2)(2)應(yīng)變片粘結(jié)工藝：應(yīng)變片粘結(jié)工藝：4 4 粘貼質(zhì)量檢查粘貼質(zhì)量檢查: :外觀檢查、電阻值檢查、外觀檢查、電阻值檢查、絕緣電阻檢查、連接電阻應(yīng)變儀檢查絕緣電阻檢查、連接電阻應(yīng)變儀檢查5 5 連接導(dǎo)線連接導(dǎo)線: :導(dǎo)線固定、導(dǎo)線焊接導(dǎo)線固定、導(dǎo)線焊接2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片5 5 應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝(2)(2)應(yīng)變片粘結(jié)工藝：應(yīng)變

18、片粘結(jié)工藝：6 6 防潮處理防潮處理: :凡士林、石蠟等凡士林、石蠟等2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片本章主要內(nèi)容2-0 2-0 概述概述2-1 2-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路2-3 2-3 應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量2-4 2-4 應(yīng)變儀應(yīng)變儀043214231)(urrrrrrrrubd2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路1 1 定義定義l實(shí)現(xiàn)二次轉(zhuǎn)換；并構(gòu)成電阻應(yīng)變儀。實(shí)現(xiàn)二次轉(zhuǎn)換；并構(gòu)成電阻應(yīng)變儀。l惠斯登電橋：以直流惠斯登電橋?yàn)槔??；菟沟请姌颍阂灾绷骰菟沟请姌驗(yàn)槔?241rrrr電橋平衡條件電橋平衡條件( (輸出為輸出為0)0)：1 1）全等臂電

19、橋）全等臂電橋 2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路2 2 電橋分析電橋分析單臂電橋單臂電橋：r r1 1為工作片，受力為工作片，受力變形，產(chǎn)生阻值增量變形，產(chǎn)生阻值增量 r r，當(dāng)，當(dāng) r r r r時(shí)，電壓輸出為：時(shí)，電壓輸出為：00414ukurrubdr1=r2=r3=r4=r043214231)(urrrrrrrrubd1 1）全等臂電橋：全橋電路）全等臂電橋：全橋電路2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路0432124134231)(urrrrrrrrrrrrubd2 2 電橋分析電橋分析)(4)(443210443322110kurrrrrrrru043214231)(urrrrrrrru

20、bdr1=r2=r3=r4=r2 2）輸出對(duì)稱電橋：）輸出對(duì)稱電橋：2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路0432124134231)(urrrrrrrrrrrrubd2 2 電橋分析電橋分析)(4)(443210443322110kurrrrrrrrur1=r2，r3=r4043214231)(urrrrrrrrubd3 3）電源對(duì)稱電橋：）電源對(duì)稱電橋：2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路0432124134231)(urrrrrrrrrrrrubd2 2 電橋分析電橋分析)()1 ()()1 (4321204433221120aakurrrrrrrraauarrrr4312r1=r4，r2=r30

21、43214231)(urrrrrrrrubdl 相鄰橋臂：相鄰橋臂：應(yīng)變極性相同，應(yīng)變極性相同，輸出電壓相減，應(yīng)變極性相反，輸出電壓相減，應(yīng)變極性相反，輸出電壓相加；輸出電壓相加；l相對(duì)橋臂：相對(duì)橋臂：與以上規(guī)律相反。與以上規(guī)律相反。2-2 2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路重要結(jié)論：重要結(jié)論：電橋的加減特性電橋的加減特性)()1 (432120aakuubd)(443210kuubd電橋加減特性電橋加減特性電橋加減特性非常有用：電橋加減特性非常有用：1 1）提高電橋靈敏度；）提高電橋靈敏度；2 2）溫度補(bǔ)償；）溫度補(bǔ)償；3 3）復(fù)雜受力試件上測(cè)試某外力）復(fù)雜受力試件上測(cè)試某外力 因素引起的應(yīng)變等。因素

22、引起的應(yīng)變等。2-2 測(cè)量電路測(cè)量電路l電橋測(cè)量電阻變化的方法電橋測(cè)量電阻變化的方法l偏位法偏位法：電橋：電橋b b、d d輸出端存在電壓輸出，根據(jù)輸出端存在電壓輸出，根據(jù)檢流計(jì)示數(shù)檢流計(jì)示數(shù)測(cè)讀橋路中電阻變化（又稱測(cè)讀橋路中電阻變化（又稱“偏轉(zhuǎn)法偏轉(zhuǎn)法”、“不平衡電橋法不平衡電橋法”）l零位法零位法：調(diào)節(jié)橋臂中非工作臂：調(diào)節(jié)橋臂中非工作臂( (位于儀器內(nèi)部位于儀器內(nèi)部) )的電阻，使的電阻，使輸出電壓為輸出電壓為0 0，據(jù)調(diào)整的電阻差值，測(cè)讀橋臂電阻變化。，據(jù)調(diào)整的電阻差值，測(cè)讀橋臂電阻變化。l注意：注意：l零位法不受電源電壓影響零位法不受電源電壓影響，精度高，精度高， 需二次平衡，只用于靜

23、態(tài)測(cè)試。需二次平衡，只用于靜態(tài)測(cè)試。l偏位法受電壓影響，偏位法受電壓影響，不需二次平衡，不需二次平衡， 可用于動(dòng)態(tài)測(cè)試。可用于動(dòng)態(tài)測(cè)試。本章主要內(nèi)容3-0 3-0 概述概述3-1 3-1 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片3-2 3-2 測(cè)量電路測(cè)量電路3-3 3-3 應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)量3-4 3-4 應(yīng)變儀應(yīng)變儀2-32-3布片原則布片原則1.1.測(cè)點(diǎn)測(cè)點(diǎn)：選擇應(yīng)力集中區(qū)和邊界危險(xiǎn)點(diǎn)，主應(yīng)變最：選擇應(yīng)力集中區(qū)和邊界危險(xiǎn)點(diǎn)，主應(yīng)變最大，最能反映力學(xué)規(guī)律的點(diǎn)貼片；大，最能反映力學(xué)規(guī)律的點(diǎn)貼片；2.2.電路：電路：利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱點(diǎn)，利用電橋的加減特性，利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱點(diǎn)，利用電橋的加減特性，合理選擇貼片

24、位置，方位和組橋方式，提高靈敏合理選擇貼片位置，方位和組橋方式，提高靈敏度，消除影響因素；度，消除影響因素；3.3.荷載測(cè)量：荷載測(cè)量：避開應(yīng)力避開應(yīng)力應(yīng)變非線形區(qū)貼片；應(yīng)變非線形區(qū)貼片；4.4.在已知應(yīng)力部位安排測(cè)點(diǎn)，檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。在已知應(yīng)力部位安排測(cè)點(diǎn)，檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。1 布片和接橋方法 單橋（1/4橋）。 半橋（常用）：2 2個(gè)電個(gè)電阻應(yīng)變片作為電橋鄰臂，其阻應(yīng)變片作為電橋鄰臂，其余余2 2個(gè)橋臂為應(yīng)變儀電橋盒個(gè)橋臂為應(yīng)變儀電橋盒內(nèi)無(wú)感電阻內(nèi)無(wú)感電阻。 全橋（常用）。2-32-32 2 溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償1 1）應(yīng)變片的溫度效應(yīng)應(yīng)變片的溫度效應(yīng)：因環(huán)境溫度變化引起的虛假應(yīng)變。：因環(huán)境

25、溫度變化引起的虛假應(yīng)變。電阻絲的電阻溫度變化。電阻絲的電阻溫度變化。應(yīng)變片與試件膨脹系數(shù)的不同造成的誤差。應(yīng)變片與試件膨脹系數(shù)的不同造成的誤差。 2 2）溫度補(bǔ)償）溫度補(bǔ)償溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片，常用于中、高溫；溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片，常用于中、高溫；2-32-32 2）溫度補(bǔ)償）溫度補(bǔ)償橋路補(bǔ)償法，用于常溫下。橋路補(bǔ)償法，用于常溫下。2-32-3補(bǔ)償塊補(bǔ)償法補(bǔ)償塊補(bǔ)償法工作片補(bǔ)償法工作片補(bǔ)償法2 2 溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償（1 1）拉彎）拉彎工作片補(bǔ)償和補(bǔ)償塊補(bǔ)償工作片補(bǔ)償和補(bǔ)償塊補(bǔ)償2-32-32 2 溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償（2 2） 丁字片補(bǔ)償丁字片補(bǔ)償2-32-33 3 各種應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量各種應(yīng)力狀

26、態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量（1）拉（壓）彎聯(lián)合作用下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量）拉（壓）彎聯(lián)合作用下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量半橋四片補(bǔ)償塊補(bǔ)償法測(cè)拉壓半橋四片補(bǔ)償塊補(bǔ)償法測(cè)拉壓2-32-3ubduac補(bǔ)償塊補(bǔ)償塊工作片工作片11 ()()22totalpmtpmttp3 3 各種應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量各種應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量（1）單向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量）單向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量全橋四片測(cè)拉壓全橋四片測(cè)拉壓2-32-3ubduac俯視圖俯視圖r1r2r3r4r1r2r1r2r3r4() () () ()2(1)totalpmtpmtpmtpmtpuuu 課堂作業(yè)題 r1和和r2為性能完全相同的兩個(gè)應(yīng)變片，為性能完全相同的兩個(gè)應(yīng)變片，r為與為與r1、r2阻阻值相同的無(wú)感電阻，一懸臂梁同時(shí)受拉力和彎矩作用，應(yīng)值相同的無(wú)感電阻，一懸臂梁同時(shí)受拉力和彎矩作用，應(yīng)變片按下圖方式貼片。變片按下圖方式貼片。 （1）測(cè)拉力但不受彎矩影響如何連橋？）測(cè)拉力但不受彎矩影響如何連橋？ （2）測(cè)彎矩但不受拉力影響如何連橋？）測(cè)彎矩但不受拉力影響如何連橋？要求：畫出布片圖和相應(yīng)的電路圖，給出拉應(yīng)變或彎應(yīng)變與要求：畫出布片圖和相應(yīng)的電路圖，給出拉應(yīng)變或彎應(yīng)變與 輸出應(yīng)變關(guān)系。輸出應(yīng)變關(guān)系。本章主要內(nèi)