静态应变测量仪器原理优秀PPT.ppt

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1、静态应变测量仪器原理第一页，本课件共有14页 第二页，本课件共有14页第三页，本课件共有14页 电测法具有电测法具有灵敏度高灵敏度高、适应性强适应性强、精度高精度高、自动化程度高自动化程度高、可测多种力学量、可进行、可测多种力学量、可进行远距离遥测等优点，因而在科学研究和工远距离遥测等优点，因而在科学研究和工程实践中得到广泛的应用。程实践中得到广泛的应用。该技术的缺点该技术的缺点是只能测量构件表面有限点的是只能测量构件表面有限点的应变，而且所测应变是应变计应变，而且所测应变是应变计敏感栅敏感栅投影投影面积下面积下构件应变的构件应变的平均值平均值，对于，对于应力集中应力集中和应变梯度很大和应变梯

2、度很大的部位会引起的部位会引起较大的误差较大的误差。第四页，本课件共有14页二、电阻应变仪的工作原理二、电阻应变仪的工作原理1.直流电桥；2.交流电桥第五页，本课件共有14页证明证明第六页，本课件共有14页第七页，本课件共有14页如果如果RIR3 R2R4，则输出电压则输出电压V0，电桥处于平，电桥处于平衡状态；故衡状态；故RIR3 R2R4，即为电桥的平衡条件。，即为电桥的平衡条件。若电桥四个桥臂均由四枚电阻应变计若电桥四个桥臂均由四枚电阻应变计RI，R2，R3，R4，接成，接成，(称之为称之为全桥接法全桥接法)，并满足上述电桥平衡条件。，并满足上述电桥平衡条件。当应变计随同所测构件一起受力

3、变形后，其电阻值产生当应变计随同所测构件一起受力变形后，其电阻值产生一微小增量，分别为一微小增量，分别为 则由式则由式(31)可以得电桥输出电压为可以得电桥输出电压为第八页，本课件共有14页又知电阻改变量与应变有以下关系又知电阻改变量与应变有以下关系式中，式中，K为应变计的灵敏系数；为应变计的灵敏系数；于是，电桥输出电压于是，电桥输出电压U与应变的关系与应变的关系第九页，本课件共有14页若为半桥接法，则有若为半桥接法，则有若为若为1/4桥接法，则有桥接法，则有应变计的灵敏系数应变计的灵敏系数K与供桥电压与供桥电压V是已知的，是已知的，根据输出电压，直接读出应变。根据输出电压，直接读出应变。第十

4、页，本课件共有14页3温度效应的补偿 贴有应变计的构件总处在某一温度场中，当贴有应变计的构件总处在某一温度场中，当温度有温度有变化时变化时，会造成应变计敏感栅电阻的变化；，会造成应变计敏感栅电阻的变化；此外，当敏感栅材料的线胀系数与构件材料的此外，当敏感栅材料的线胀系数与构件材料的线胀系线胀系数不同时数不同时，敏感栅受到附加的拉伸或压缩，从而引起，敏感栅受到附加的拉伸或压缩，从而引起电阻的变化。上述现象称为电阻的变化。上述现象称为温度效应温度效应。敏感栅电阻的这一变化当然也引起电桥的输出电压，敏感栅电阻的这一变化当然也引起电桥的输出电压，严重时，每升温严重时，每升温1度，应变仪的指示应变可以达

5、几十度，应变仪的指示应变可以达几十微应变，显然这种微应变，显然这种非被测应变非被测应变必须设法必须设法排除排除。排除温。排除温度效应影响的措施称为度效应影响的措施称为温度补偿温度补偿。第十一页，本课件共有14页采用半桥法，有采用半桥法，有 根据上式，只要根据上式，只要再用一枚再用一枚与与工作片相同工作片相同的的应变计作为应变计作为补偿片补偿片、贴在与被测构件、贴在与被测构件材料材料相同相同但不受力的试件上。但不受力的试件上。使该试件与被测构件处于同一温度场中，使该试件与被测构件处于同一温度场中，在电桥的连接上，使工作片与补偿片处于相在电桥的连接上，使工作片与补偿片处于相邻的桥臂上。这样，温度变化使邻的桥臂上。这样，温度变化使R1和和R2产产生的电阻变化相同：生的电阻变化相同：第十二页，本课件共有14页这就排除了温度效应的影响。这就排除了温度效应的影响。第十三页，本课件共有14页二、电阻应变仪的组成二、电阻应变仪的组成目前使用的静态电阻应变仪有两种类型：目前使用的静态电阻应变仪有两种类型：直直流放大式流放大式和和载波放大式载波放大式。(1)直流放大式静态电阻应变仪直流放大式静态电阻应变仪第十四页，本课件共有14页