機(jī)械工程測(cè)試第九章

機(jī)械工程測(cè)試第九章第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量的意義：1.分析零件或結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)及工作狀態(tài)的可靠性程度，2.驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果的正確性，3.確定整機(jī)在實(shí)際工作時(shí)負(fù)載情況等。4.實(shí)現(xiàn)應(yīng)力、功率、力矩、壓力等量的間接測(cè)量第2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)量1.應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)量方式2.測(cè)量用儀器*靜態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于靜態(tài)載荷作用下的應(yīng)變或變化十分緩慢的應(yīng)變的測(cè)量；*靜動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量為主，兼作200Hz以下的低頻動(dòng)態(tài)測(cè)量；*動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于0-2kHz范圍的動(dòng)態(tài)測(cè)量，這類應(yīng)變儀通常具有4~8個(gè)通道；*超動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于測(cè)量0~20kHz的動(dòng)態(tài)過(guò)程和爆炸、沖擊等瞬態(tài)變化過(guò)程。第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.應(yīng)變儀的電橋特性第4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.應(yīng)變片的布置及組橋

1）選擇主應(yīng)力最大點(diǎn)為貼片位置，。

2）試件貼片位置的應(yīng)變與外載荷應(yīng)線性關(guān)系。

3）合理應(yīng)用電橋和差特性與試件的變形特性進(jìn)行布片組橋。*布片組橋例：第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.應(yīng)變式應(yīng)力的測(cè)量

*應(yīng)力測(cè)量原理；測(cè)量出受力物體的變形，再用胡克定律算出待測(cè)力的大小。*適用條件：線彈性范圍、單向或雙向應(yīng)力狀態(tài)。*特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，技術(shù)成熟、應(yīng)用廣。

1)單向應(yīng)力狀態(tài)沿應(yīng)變方向布片，測(cè)取應(yīng)變值，再用胡克定律求出應(yīng)力

第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2)平面應(yīng)力狀態(tài)（1）主應(yīng)力方向已知

*布片方式沿兩個(gè)相互垂直的主應(yīng)力方向各貼一片應(yīng)變片R1和R2，另設(shè)溫度補(bǔ)償片Rt，分別與R1、R2接成相鄰半橋，就可測(cè)得主應(yīng)變和，用下式計(jì)算主應(yīng)力。第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*應(yīng)力計(jì)算

由所測(cè)得主應(yīng)變

和，用以下式求主應(yīng)力（2）主應(yīng)力方向未知

在待測(cè)點(diǎn)，任選三個(gè)方向，按圖示方式布片，測(cè)得三個(gè)應(yīng)變，進(jìn)而可求出該點(diǎn)主應(yīng)力。第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.影響測(cè)量的因素及其消除方法1）溫度的影響及溫度補(bǔ)償（1）溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片，（2）采用電路補(bǔ)償法

電路補(bǔ)償法需滿足以下三個(gè)條件①工作片和補(bǔ)償片必須是相同的。②補(bǔ)償材質(zhì)和待測(cè)試件的材質(zhì)必須相同。③工作片和補(bǔ)償片的溫度條件必須相同。第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2）減少貼片誤差

3）應(yīng)變片實(shí)際工作條件和額定條件應(yīng)一致。

4）排除測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾

5）測(cè)點(diǎn)的選擇第11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)力的測(cè)量

1.常用的測(cè)力方法

1）用已知力去平衡待測(cè)力；

2）通過(guò)測(cè)量一個(gè)在被測(cè)力作用下的已知質(zhì)量的物體的加速度測(cè)力；

3）通過(guò)測(cè)量由被測(cè)力產(chǎn)生的流體的壓力測(cè)力；

4）通過(guò)測(cè)量在待測(cè)量作用下的張緊弦的頻率測(cè)力；

5）通過(guò)測(cè)量在待測(cè)量作用下的彈性元件的變形測(cè)力。第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.幾種常用力傳感器的介紹

1）彈性變形式力傳感器（1）電阻應(yīng)變式力傳感器第13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）差動(dòng)變壓器式力傳感器第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）壓磁式力傳感器第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）壓電式力傳感器第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.空間力的測(cè)量

1）應(yīng)變梁式三分力測(cè)力元件第18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2）壓電式三分力測(cè)力元件第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3）空間測(cè)力裝置第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.測(cè)力傳感器的標(biāo)定（1）靜態(tài)標(biāo)定*標(biāo)定目的確定傳感器靜態(tài)特性的各項(xiàng)性能指標(biāo)，如靜態(tài)靈敏度、線性度、回程誤差、重復(fù)性、穩(wěn)定性以及橫向干擾等。*靜態(tài)標(biāo)定要求通常在特制的標(biāo)定臺(tái)上進(jìn)行。其力值必須符合計(jì)量部門(mén)有關(guān)量值傳遞的規(guī)定，通常標(biāo)準(zhǔn)力的量值用砝碼或標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力環(huán)來(lái)度量。第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.動(dòng)態(tài)標(biāo)定

*標(biāo)定目的獲取傳感器的動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)如固有頻率、阻尼比、工作頻帶、動(dòng)態(tài)誤差等。*標(biāo)定的方法頻率響應(yīng)法、階躍響應(yīng)法、沖擊法。第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)扭矩的測(cè)量

*常用扭矩測(cè)量方法通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)軸的應(yīng)變、應(yīng)力、相對(duì)扭轉(zhuǎn)角的方法測(cè)量

1.應(yīng)變式扭矩傳感器

1）理論基礎(chǔ)

2）布片與組橋

第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）信號(hào)的輸出（1）集流環(huán)裝置第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）信號(hào)的無(wú)線傳輸?shù)?7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.利用測(cè)量扭轉(zhuǎn)變形測(cè)扭矩

1）理論基