靜態(tài)應(yīng)變測量儀器原理

靜態(tài)應(yīng)變測量儀器原理第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四

第2頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四

電測法具有靈敏度高、適應(yīng)性強、精度高、自動化程度高、可測多種力學(xué)量、可進行遠距離遙測等優(yōu)點，因而在科學(xué)研究和工程實踐中得到廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)的缺點是只能測量構(gòu)件表面有限點的應(yīng)變，而且所測應(yīng)變是應(yīng)變計敏感柵投影面積下構(gòu)件應(yīng)變的平均值，對于應(yīng)力集中和應(yīng)變梯度很大的部位會引起較大的誤差。第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四二、電阻應(yīng)變儀的工作原理1.直流電橋；2.交流電橋第5頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四證明第6頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四如果RIR3＝R2R4

，則輸出電壓V＝0，電橋處于平衡狀態(tài)；故RIR3＝R2R4

，即為電橋的平衡條件。

若電橋四個橋臂均由四枚電阻應(yīng)變計RI

，R2，R3，R4，接成，(稱之為全橋接法)，并滿足上述電橋平衡條件。當(dāng)應(yīng)變計隨同所測構(gòu)件一起受力變形后，其電阻值產(chǎn)生一微小增量，分別為

則由式(3—1)可以得電橋輸出電壓為第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四又知電阻改變量與應(yīng)變有以下關(guān)系式中，K為應(yīng)變計的靈敏系數(shù)；于是，電橋輸出電壓U與應(yīng)變的關(guān)系第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四若為半橋接法，則有若為1/4橋接法，則有應(yīng)變計的靈敏系數(shù)K與供橋電壓V是已知的，根據(jù)輸出電壓，直接讀出應(yīng)變。第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四3．溫度效應(yīng)的補償

貼有應(yīng)變計的構(gòu)件總處在某一溫度場中，當(dāng)溫度有變化時，會造成應(yīng)變計敏感柵電阻的變化；此外，當(dāng)敏感柵材料的線脹系數(shù)與構(gòu)件材料的線脹系數(shù)不同時，敏感柵受到附加的拉伸或壓縮，從而引起電阻的變化。上述現(xiàn)象稱為溫度效應(yīng)。敏感柵電阻的這一變化當(dāng)然也引起電橋的輸出電壓，嚴(yán)重時，每升溫1度，應(yīng)變儀的指示應(yīng)變可以達幾十微應(yīng)變，顯然這種非被測應(yīng)變必須設(shè)法排除。排除溫度效應(yīng)影響的措施稱為溫度補償。第11頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四采用半橋法，有

根據(jù)上式，只要再用一枚與工作片相同的應(yīng)變計作為補償片、貼在與被測構(gòu)件材料相同但不受力的試件上。使該試件與被測構(gòu)件處于同一溫度場中，在電橋的連接上，使工作片與補償片處于相鄰的橋臂上。這樣，溫度變化使R1和R2產(chǎn)生的電阻變化相同：第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四這就排除了溫度效應(yīng)的影響。第13頁，共14頁，2023年，2月20日，星期四二、電阻應(yīng)變儀的組成

目前使用的靜態(tài)電阻應(yīng)變儀