應(yīng)變電橋測量

1、12一、應(yīng)變的測量一、應(yīng)變的測量 1應(yīng)變測量原理應(yīng)變測量原理 基本原理：基本原理： 把所使用的應(yīng)變片按構(gòu)件的受力情況，合理的把所使用的應(yīng)變片按構(gòu)件的受力情況，合理的粘貼在被測構(gòu)件變形的位置上，當(dāng)構(gòu)件受力產(chǎn)粘貼在被測構(gòu)件變形的位置上，當(dāng)構(gòu)件受力產(chǎn)生變形時，應(yīng)變片敏感柵也隨之變形，敏感柵生變形時，應(yīng)變片敏感柵也隨之變形，敏感柵的電阻值就發(fā)生相應(yīng)的變化。其變化量的大小的電阻值就發(fā)生相應(yīng)的變化。其變化量的大小與構(gòu)件變形成一定的比例關(guān)系，通過測量電路與構(gòu)件變形成一定的比例關(guān)系，通過測量電路（如電阻應(yīng)變測量裝置）轉(zhuǎn)換為與應(yīng)變成比例（如電阻應(yīng)變測量裝置）轉(zhuǎn)換為與應(yīng)變成比例的模擬信號，經(jīng)過分析處理，最后得到受

2、力后的模擬信號，經(jīng)過分析處理，最后得到受力后的應(yīng)力、應(yīng)變值或其他的物理量的應(yīng)力、應(yīng)變值或其他的物理量3SRRRR2應(yīng)變測量裝置應(yīng)變測量裝置 應(yīng)變測量裝置應(yīng)變測量裝置也稱也稱電阻應(yīng)變儀電阻應(yīng)變儀。一般采用調(diào)幅放大電路，。一般采用調(diào)幅放大電路，它由電橋、前置放大器、功率放大器、相敏檢波器、低它由電橋、前置放大器、功率放大器、相敏檢波器、低通濾波器、振蕩器、穩(wěn)壓電源組成。電阻應(yīng)變儀將應(yīng)變通濾波器、振蕩器、穩(wěn)壓電源組成。電阻應(yīng)變儀將應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓（或電流）的變化，然后通過片的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓（或電流）的變化，然后通過放大器將此微弱的電壓（或電流）信號進行放大，以便放大器將此微弱的電壓（或

3、電流）信號進行放大，以便指示和記錄。指示和記錄。 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于靜態(tài)載荷作用下的應(yīng)變測量，以：用于靜態(tài)載荷作用下的應(yīng)變測量，以及變化十分緩慢或變化后能很快穩(wěn)定下來的應(yīng)變測量。及變化十分緩慢或變化后能很快穩(wěn)定下來的應(yīng)變測量。 靜動態(tài)電阻應(yīng)變儀靜動態(tài)電阻應(yīng)變儀：以靜態(tài)應(yīng)變測量為主，兼作：以靜態(tài)應(yīng)變測量為主，兼作200Hz以下的低頻動態(tài)測量。以下的低頻動態(tài)測量。 動態(tài)電阻應(yīng)變儀動態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于：用于02kHz范圍的動態(tài)應(yīng)變測量。范圍的動態(tài)應(yīng)變測量。 超動態(tài)電阻應(yīng)變儀超動態(tài)電阻應(yīng)變儀：用于：用于020kHz的動態(tài)過程和爆炸、的動態(tài)過程和爆炸、沖擊等瞬態(tài)變化過程中的沖擊等瞬態(tài)變化

4、過程中的動態(tài)應(yīng)變測量。動態(tài)應(yīng)變測量。 3應(yīng)變儀的電橋特性應(yīng)變儀的電橋特性 應(yīng)變儀中多采用應(yīng)變儀中多采用交流電橋交流電橋，電源以載波頻率供電，四個，電源以載波頻率供電，四個橋臂均為電阻組成，由可調(diào)電容來平衡分布電容。電橋橋臂均為電阻組成，由可調(diào)電容來平衡分布電容。電橋輸出電壓：輸出電壓： euRRRRRRRRu)(4143210當(dāng)各橋臂應(yīng)變片的靈敏度當(dāng)各橋臂應(yīng)變片的靈敏度S相同時，則上式可改寫為相同時，則上式可改寫為 euSu)(4143210（電橋和差特性電橋和差特性）6工作方式工作方式 半橋單臂半橋單臂 半橋雙臂半橋雙臂 全全 橋橋應(yīng)變片所在橋臂 R輸出電壓對于半橋單臂、半橋雙臂、全橋聯(lián)接，

5、其輸出電對于半橋單臂、半橋雙臂、全橋聯(lián)接，其輸出電壓如下表所示：壓如下表所示：電阻應(yīng)變儀電橋工作方式和輸出電壓電阻應(yīng)變儀電橋工作方式和輸出電壓以上電橋的特性又稱電橋的加減特性，在應(yīng)變、應(yīng)力以上電橋的特性又稱電橋的加減特性，在應(yīng)變、應(yīng)力測量中非常有用。測量中非常有用。74. 電阻應(yīng)變片的布片和接橋方法電阻應(yīng)變片的布片和接橋方法1）在分析試件受力的基礎(chǔ)上選擇主應(yīng)力最大點為）在分析試件受力的基礎(chǔ)上選擇主應(yīng)力最大點為貼片位置。貼片位置。 2）充分合理地應(yīng)用電橋和差特性，只使需要測的）充分合理地應(yīng)用電橋和差特性，只使需要測的應(yīng)變影響電橋的輸出，且有足夠的靈敏度和線性應(yīng)變影響電橋的輸出，且有足夠的靈敏度和

6、線性度。度。 3）使試件貼片位置的應(yīng)變與外載荷成線性關(guān)系）使試件貼片位置的應(yīng)變與外載荷成線性關(guān)系下表列舉了在軸向拉伸（或壓縮）載荷下應(yīng)變測下表列舉了在軸向拉伸（或壓縮）載荷下應(yīng)變測試的應(yīng)變片的布置和接橋方法。試的應(yīng)變片的布置和接橋方法。軸向拉伸（或壓縮）載荷下應(yīng)變測試的應(yīng)變片的布置和接軸向拉伸（或壓縮）載荷下應(yīng)變測試的應(yīng)變片的布置和接橋方法橋方法 9從表中可以看出，應(yīng)變片不同的布置和接橋方法對靈從表中可以看出，應(yīng)變片不同的布置和接橋方法對靈敏度、溫度補償情況和消除彎矩影響是不同的。一般敏度、溫度補償情況和消除彎矩影響是不同的。一般應(yīng)優(yōu)先選用輸出信號大、能實現(xiàn)溫度補償、貼片方便應(yīng)優(yōu)先選用輸出信號

7、大、能實現(xiàn)溫度補償、貼片方便和便于分析的方案。和便于分析的方案。 5應(yīng)變片的選擇及應(yīng)用應(yīng)變片的選擇及應(yīng)用 （1）試件的測試要求）試件的測試要求 應(yīng)變片的選擇應(yīng)從滿足測試精度、所測應(yīng)變的性質(zhì)等應(yīng)變片的選擇應(yīng)從滿足測試精度、所測應(yīng)變的性質(zhì)等方面考慮。方面考慮。 （2）試驗環(huán)境與試件的狀況）試驗環(huán)境與試件的狀況 試驗環(huán)境對應(yīng)變測試的影響主要是通過溫度、濕度等因素試驗環(huán)境對應(yīng)變測試的影響主要是通過溫度、濕度等因素起作用。試件本身的狀況同樣是選用應(yīng)變片的重要依據(jù)之起作用。試件本身的狀況同樣是選用應(yīng)變片的重要依據(jù)之一。一。 （3）應(yīng)變片的粘貼）應(yīng)變片的粘貼 應(yīng)變片的粘貼是應(yīng)變式傳感器或直接用應(yīng)變片作為傳感應(yīng)變片的粘貼是應(yīng)變式傳感器或直接用應(yīng)變片作為傳感器的成敗關(guān)鍵。器的成敗關(guān)鍵。 1