巖土工程測試技術(2)

1、2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術電阻應變式傳感器金屬絲式半導體式AlR1）原理2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術dAldAAldlAdRdAARdllRdR22rA)2(2drdrldlRdAldrArldlAdRdrdrldlRdR22.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術ldlrdrEddrdrldlRdR2軸向/縱向應變徑向/橫向應變泊松比壓阻系數(shù)彈性模量)21 (ERdR2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術ERdRS21/2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術金屬絲半導體2）類型2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術敏感柵材料金屬絲式絲繞式

2、橫向效應大，價格便宜短接線式 橫向效應小，疲勞壽命低箔式橫向效應小，散熱條件好，蠕變小，疲勞壽命長半導體靈敏度系數(shù)高，溫度穩(wěn)定性好2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術敏感柵形狀單軸用于測量單向的應力應變應變花用于平面應力測量2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術基底材料紙基耐濕、耐熱、耐久性差膠基耐濕、耐熱、耐久性較好金屬基高溫應變片臨時基底高溫應變片2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術用途一般用途特殊用途應變片式傳感器3)優(yōu)缺點及用途優(yōu)點：缺點：體積小、重量輕、動態(tài)響應快、精度高、使用簡便、靈敏度高、頻響范圍寬、測量范圍大熱穩(wěn)定性差、靈敏度系數(shù)分散度大、大應變時非線性誤

3、差大用途：應變、應力、位移、加速度、速度、扭矩等的高精度測量2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術4)應變片的工作特性橫向效應：應變片橫向部分線柵與縱向部分線柵電阻應變符號相反，使應變減小。應變片的電阻值：初始狀態(tài)，室溫測得的電阻值。機械滯后量：恒溫下，各應力水平加卸載應變片指示應變的最大差值。2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術應變極限：室溫，對試件逐漸加載，應變片應變與機械應變相對誤差達到規(guī)定值。零點漂移：恒溫、試件不受力，應變片指示應變隨時間的變化； 1.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術蠕變：恒溫，試件受恒定機械應變，應變片指示應變隨時間的變化。絕緣電阻：敏感柵及引

4、線與被測試件之間的電阻。最大工作電流：允許通過應變片而不影響其工作特性的最大電流。疲勞壽命：在恒定加載幅值交變應力作用下，應變片疲勞損壞的加載次數(shù)。2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術5)應變片的選用工作環(huán)境被測材料的性質被測試件的受力狀態(tài)和應變性質2.1 電阻應變片第二章：電阻應變片測量技術測量精度惠根斯直流電橋ABCDR1R2R3R4VERRRRRRRRUBD)(43214231可有效測量10 10 數(shù)量級的微小電阻變化率362.2 應變測量電路第二章：電阻應變片測量技術ERRRRRRRRUBD)(432142314231RRRR0DBU惠根斯直流電橋ABCDR1R2R3R4UDB

5、4321RRRR1RESERRUDB414當：，等臂電橋假設阻值有R變化輸出電壓與應變在一定范圍內(nèi)成線性關系2.2 應變測量電路第二章：電阻應變片測量技術ERRRRRRRRUBD)(43214231惠根斯直流電橋ABCDR1R2R3R4UDBERRRRRRRRRRRRUDB)(4321241342311R假設阻值分別有2R的變化2R3R4R1R4R3R2.2 應變測量電路第二章：電阻應變片測量技術)(4)(4432144332211SERRRRRRRREUDB),(4321RRRR)()1 (43212aaSEUDB惠根斯直流電橋ABCDR1R2R3R4UDBERRRRRRRRRRRRUDB)

6、(432124134231討論：全等臂電橋輸入對稱電橋電源對稱電橋aRRRR4312),(3241RRRR令：有：2.2 應變測量電路第二章：電阻應變片測量技術)(4321 KUDB惠根斯直流電橋ABCDR1R2R3R4UDB電橋的加減特性：相鄰橋臂應變極性如果一致，則輸出電壓為2者之差；如果極性不一致，則輸出電壓為2者之和2.2 應變測量電路第二章：電阻應變片測量技術1）電阻串聯(lián)平衡法ABCDR1R2R3R4UDB2.3 電橋平衡第二章：電阻應變片測量技術2）電阻并聯(lián)平衡法ABCDR1R2R3R4UDB2.3 電橋平衡第二章：電阻應變片測量技術3）電阻無觸點平衡法ABCDR1R2R3R4UD

7、B2.3 電橋平衡第二章：電阻應變片測量技術1）布片一般原則2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術首先考慮應力集中區(qū)和邊界上的危險點，選擇主應力最大，最能反映其力學規(guī)律的點貼片；利用結構的對稱性布點，充分利用電橋的加減特性，可以達到溫度補償、提高靈敏度；當測量荷載時，應盡量避開應力-應變非線性區(qū)貼片；在用力已知部位安排適當?shù)臏y點，用于驗證測試結構的可靠性。2）接橋方法2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術半橋法：用兩個電阻應變片作為電橋的相鄰臂，另外兩臂為精密無感電阻；全橋法：電橋的四個臂全由電阻應變片構成。3）溫度補償方法2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術補償塊補

8、償R1R2補償塊ABCDR1R2R3R4V橋路補償3）溫度補償方法2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術工作片補償R1R2ABCDR1R2R3R4V橋路補償4）示例2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術單向應力應變測量R1R2補償塊R2R1ABCDR1R2R3R4VR1R2半橋四片補償塊補償法測拉壓4）示例2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術單向應力應變測量1111ptptRRRRRRRR 2222ttRRRR 112211()4224ptptpttBDRRRRRRRRRUEERRR4）示例2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術單向應力應變測量R1R2全橋四片測拉壓R3R4ABCDR1R2R3R4V4）示例2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術單向應力應變測量全橋四片測拉壓3344ptptRRRRRRRR 312411()2(1)44pBDRRRRRUEERRRRR1122ptptRRRRRRRR 4）示例2.4 應力應變測量第二章：電阻應變片測量技術主應力方向已知的平面應力測試E)(1)(112212121EE單向應力狀態(tài)