巖土工程測(cè)試技術(shù)(6).ppt

1、2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),電阻應(yīng)變式傳感器,金屬絲式,半導(dǎo)體式,1）原理,2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),軸向/縱向應(yīng)變,徑向/橫向應(yīng)變,泊松比,壓阻系數(shù),彈性模量,2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),金屬絲 半導(dǎo)體,2）類型,2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),3)優(yōu)缺點(diǎn)及用途,優(yōu)點(diǎn)：,缺點(diǎn)：,

2、體積小、重量輕、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、精度高、使用簡(jiǎn)便、靈敏度高、頻響范圍寬、測(cè)量范圍大,熱穩(wěn)定性差、靈敏度系數(shù)分散度大、大應(yīng)變時(shí)非線性誤差大,用途：,應(yīng)變、應(yīng)力、位移、加速度、速度、扭矩等的高精度測(cè)量,2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),4)應(yīng)變片的工作特性,橫向效應(yīng)：應(yīng)變片橫向部分線柵與縱向部分線柵電阻應(yīng)變符號(hào)相反，使應(yīng)變減小。,應(yīng)變片的電阻值：初始狀態(tài)，室溫測(cè)得的電阻值。,機(jī)械滯后量：恒溫下，各應(yīng)力水平加卸載應(yīng)變片指示應(yīng)變的最大差值。,2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),應(yīng)變極限：室溫，對(duì)試件逐漸加載，應(yīng)變片應(yīng)變與機(jī)械應(yīng)變相對(duì)誤差 達(dá)到規(guī)定值。,零點(diǎn)漂移：恒溫、試件不受力，

3、應(yīng)變片指示應(yīng)變隨時(shí)間的變化；,1.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),蠕變：恒溫，試件受恒定機(jī)械應(yīng)變，應(yīng)變片指示應(yīng)變隨時(shí)間的變化。,絕緣電阻：敏感柵及引線與被測(cè)試件之間的電阻。,最大工作電流：允許通過(guò)應(yīng)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(yīng)力作用下，應(yīng)變片疲勞損壞的加載次數(shù)。,2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),5)應(yīng)變片的選用,工作環(huán)境,被測(cè)材料的性質(zhì),被測(cè)試件的受力狀態(tài)和應(yīng)變性質(zhì),2.1 電阻應(yīng)變片,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),測(cè)量精度,惠根斯直流電橋,可有效測(cè)量10 10 數(shù)量級(jí)的微小電阻變化率,3,6,2.2 應(yīng)變測(cè)量電路,第二章：電阻應(yīng)

4、變片測(cè)量技術(shù),惠根斯直流電橋,當(dāng)：,，,等臂電橋,假設(shè),阻值有,變化,輸出電壓與應(yīng)變?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)成線性關(guān)系,2.2 應(yīng)變測(cè)量電路,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),惠根斯直流電橋,2.2 應(yīng)變測(cè)量電路,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),惠根斯直流電橋,討論：,全等臂電橋,輸入對(duì)稱電橋,電源對(duì)稱電橋,令：,有：,2.2 應(yīng)變測(cè)量電路,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),惠根斯直流電橋,電橋的加減特性：,相鄰橋臂應(yīng)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(yīng)變測(cè)量電路,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),1）電阻串聯(lián)平衡法,2.3 電橋平衡,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),2）電阻并聯(lián)平

5、衡法,2.3 電橋平衡,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),3）電阻無(wú)觸點(diǎn)平衡法,2.3 電橋平衡,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),1）布片一般原則,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),首先考慮應(yīng)力集中區(qū)和邊界上的危險(xiǎn)點(diǎn)，選擇主應(yīng)力最大，最能反映其力學(xué)規(guī)律的點(diǎn)貼片； 利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性布點(diǎn)，充分利用電橋的加減特性，可以達(dá)到溫度補(bǔ)償、提高靈敏度； 當(dāng)測(cè)量荷載時(shí)，應(yīng)盡量避開(kāi)應(yīng)力-應(yīng)變非線性區(qū)貼片； 在用力已知部位安排適當(dāng)?shù)臏y(cè)點(diǎn)，用于驗(yàn)證測(cè)試結(jié)構(gòu)的可靠性。,2）接橋方法,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),半橋法：用兩個(gè)電阻應(yīng)變片作為電橋的相鄰臂，另外兩臂為精密無(wú)感電阻；,全橋法：電橋的四個(gè)臂全由電阻應(yīng)變片構(gòu)成。,3）溫度補(bǔ)償方法,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),補(bǔ)償塊補(bǔ)償,橋路補(bǔ)償,3）溫度補(bǔ)償方法,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),工作片補(bǔ)償,橋路補(bǔ)償,4）示例,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),單向應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,半橋四片補(bǔ)償塊補(bǔ)償法測(cè)拉壓,4）示例,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,第二章：電阻應(yīng)變片測(cè)量技術(shù),單向應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,4）示例,2.4 應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量,