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1、第五章 应变测试系统,应力应变测量的方法,应力应变测量的意义,光弹性实验法,6.1 应变片,一、工作原理：金属线材的应变效应,三、电阻应变测量的特点,优点：a.应变片尺寸小，重量轻 b.频率响应好（0500KHz）c.测量范围广（1010微应变）d.可在各种恶劣条件下使用，价格便宜e.测量应变的灵敏度和准确度高,缺点？,（2）线性及机械滞后：初始加载和卸载时有非线性和较显著的滞后现象。,（3）零点漂移：试件不受力的条件下，温度恒定，而应变片的指示应变值随时间而改变的特性。,（4）蠕变：在某一恒定应变状态下，保持温度不变，其指示应变值随时间而变化的特性。,（5）疲劳寿命：在某一交变应变幅度下，应
2、变片所能经受的有效工作循环次数。105-107次。,（1）横向效应：横向电阻变化将抵消纵向一部分电阻变化，使整个应变片的灵敏度降低。,四、应变片的工作特性,五、应变片主要参数(P176-177),几何尺寸 电阻值 绝缘电阻（一般大于0兆欧，100兆欧）灵敏度系数 允许电流 其他,6.2 应变测量电路,为什么需要应变测量电路？,应变电桥：电桥全部或部分由应变片构成。,R1上的电压降为：,R4上的电压降为：,输出电压为：,若：，则：，电桥平衡,当各桥臂电阻发生变化时，输出电压发生变化：,若：,则：,工作桥臂：接入的是应变片，有电阻变化。根据电桥工作中桥臂电阻值变化情况可分为半桥单臂、半桥双臂和全桥
3、三种联接方式。,全等臂桥,各桥臂电阻相等：,很小，远小于桥臂电阻值，故略去分母中的,一般组桥时，各桥臂的参数要求相同，可以认为,所以：,半桥,单臂桥,特性,应变电桥的和差特性：相邻相减，相对相加,和差特性的应用：可实现温度补偿，输出电压放大等作用。,温度效应及温度补偿,温度效应：由于温度变化引起的应变片敏感栅电阻的变化。贴在钢零件表面的康铜丝应变片，温度变化1时的电阻变化等于钢试件中应力变化70N/cm2时的电阻变化。温度补偿：排除温度效应影响的措施。,温度补偿原理,温度补偿,要想通过补偿片来实现温度补偿的关键？,6.3 布片与组桥,一、电桥的特点,（1）是电桥的平衡条件，实际测量时需先进行预
4、调平衡。（2）如相邻两臂有大小相等，符号一致的变化，或是相对两臂有大小相等，符号相反的变化，则不破坏电桥的平衡。（2）若相邻两臂阻值有大小相等符号相反的变化，则电桥的输出比其中单独一个臂所引起的电桥输出大一倍。若相邻两臂阻值有大小相等符号相同的变化也如此。,二、贴片及组桥,例1：求受拉试件应变。,解：方法一：,方法二：,比较两种方法,例2：求如图所示试件由弯矩引起的应变。,解：方法一：,方法二：,例3：求试件由拉力和弯矩共同引起的应变。,解：,（1）测弯矩应变排除拉力应变。,（2）测拉力应变排除弯矩应变。,方法一：贴温度补偿片，全桥。,方法二：,6.4 提高应变测量精度的措施,提高供桥电压 增大输出电流 减小贴片误差 减小接触电阻 长导线电阻影响的修正 测量应变的定度 其他措施,
