第四章結(jié)構(gòu)實驗結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變測試ppt課件

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗?zāi)暇┕こ虒W(xué)院 2019.11.01 第四章 結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)重點(diǎn)習(xí)題）1、繪出應(yīng)變計1/4橋另貼溫度補(bǔ)償片和半橋的橋路連接圖，分析半橋和1/4橋兩種橋路連接方式應(yīng)變儀輸出應(yīng)變的特點(diǎn)。 2、某矩形截面鋼筋混凝土簡支梁，截面150mm*300mm，長2000mm，支座間凈距1800mm，采用均布加載，應(yīng)變計溫度補(bǔ)償為工作片互補(bǔ)方式，設(shè)計完成試驗內(nèi)容：（1測試梁純彎矩引起的最大應(yīng)變，繪出測點(diǎn)布設(shè)簡圖；（2繪出應(yīng)變計橋路連接圖，計算測量應(yīng)變值測 ）與梁實際應(yīng)變值實)之間的數(shù)量關(guān)系。 3 、在碳纖維布加固鋼筋混凝土簡支梁受彎承載力的實驗研究中，若梁長為2.6m，截面為150*300mm，

2、支座凈距2.4m，試驗研究內(nèi)容1加固后，梁受彎承載力的變化特點(diǎn)；（2加固后，梁的撓度、裂縫開展及破壞特點(diǎn)，請回答以下問題： （1繪出簡支梁三分點(diǎn)加載試驗裝置的簡圖，簡要說明各儀器的測量內(nèi)容； （2繪出30kN和50kN作用時，梁跨中截面應(yīng)變沿梁高的分布特征最大應(yīng)變?yōu)?.0008）4、加載制度 概念 傳感器主要內(nèi)容：傳感器主要內(nèi)容：概述概述機(jī)測法機(jī)測法(感受機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、顯示和附屬裝置感受機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、顯示和附屬裝置)電測法把非電物理量變化轉(zhuǎn)化成電量變化，電測法把非電物理量變化轉(zhuǎn)化成電量變化， 感受部分、轉(zhuǎn)換部分、傳輸和附屬裝置）感受部分、轉(zhuǎn)換部分、傳輸和附屬裝置）其他傳感器：光纖、激光、紅

3、外線、超聲波傳感其他傳感器：光纖、激光、紅外線、超聲波傳感器器 一、鋼振弦傳感器一、鋼振弦傳感器 二、電阻應(yīng)變式傳感器二、電阻應(yīng)變式傳感器 三、電渦流式傳感器三、電渦流式傳感器非接觸式非接觸式應(yīng)變數(shù)據(jù)處理應(yīng)變數(shù)據(jù)處理應(yīng)力應(yīng)變轉(zhuǎn)換關(guān)系應(yīng)力應(yīng)變轉(zhuǎn)換關(guān)系 加速度傳感器拉力傳感器振弦式拉力傳感器振弦式土壓力傳感器光纖測力傳感器電渦流位移傳感器內(nèi)埋式光纖溫度傳感器內(nèi)埋式光纖溫度傳感器概述概述 根據(jù)應(yīng)力與應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，通過測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面、內(nèi)部應(yīng)變來得到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。 鋼材的拉伸試驗中，在其屈服之前，其應(yīng)力應(yīng)變之間存在著線性關(guān)系 我們就可以通過測應(yīng)變來測應(yīng)力，而應(yīng)變測試方法比較簡單，因為根據(jù)

4、應(yīng)變的定義： E概述概述式中： 應(yīng)變 測區(qū)長度的變化量 測區(qū)的原始長度，稱之為標(biāo)距 LLLL概述概述如在機(jī)測中，將 放大后測量；在光測中，將 變化轉(zhuǎn)換光波長的變化；在電阻應(yīng)變測試技術(shù)中，將 轉(zhuǎn)換為傳感元件的電阻并進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電壓的變化等等。 LLL概述概述 應(yīng)變測試的主要方法：應(yīng)變測試的主要方法： 機(jī)測法機(jī)測法 光測法光測法 電測法電測法 機(jī)測法機(jī)測法 定義：定義： 利用機(jī)械式測試儀器來實現(xiàn)對應(yīng)變的測量利用機(jī)械式測試儀器來實現(xiàn)對應(yīng)變的測量 主要儀器：主要儀器： 杠桿引伸儀杠桿引伸儀 手持式應(yīng)變儀常用）手持式應(yīng)變儀常用） 接觸式應(yīng)變計接觸式應(yīng)變計 機(jī)測法機(jī)測法 定義：定義： 利用機(jī)械式測試儀器來

5、實現(xiàn)對應(yīng)變的測量利用機(jī)械式測試儀器來實現(xiàn)對應(yīng)變的測量 主要儀器：主要儀器： 杠桿引伸儀杠桿引伸儀 手持式應(yīng)變儀常用）手持式應(yīng)變儀常用） 接觸式應(yīng)變計接觸式應(yīng)變計 手持式應(yīng)變儀手持式應(yīng)變儀 手持式應(yīng)變儀手持式應(yīng)變儀 手持式應(yīng)變儀構(gòu)造原理1剛性的金屬桿；2插軸（尖形）；3薄鋼片；4千分表；5-千分表的測桿；6剛性的金屬桿213L546接觸式應(yīng)變計接觸式應(yīng)變計 接觸式應(yīng)變計測裝置1金屬夾頭；2頂桿；3位移計；4試件1234千分表千分表 構(gòu)造： 千分表由測桿、齒輪、彈簧、指針和度盤等各種零部件組合而形成四個機(jī)構(gòu)： 傳感機(jī)構(gòu)千分表中的觸桿） 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)千分表中的大小齒輪及彈簧） 指示機(jī)構(gòu)千分表中的指針）

6、機(jī)體和保護(hù)部分千分表千分表 10090807060504030208712365千分表構(gòu)造圖 1短針齒輪；2齒輪彈簧；3長針；4測針5一測桿彈簧；6，7齒輪；8一齒條；9一頸箍；10一頂頭910機(jī)測法機(jī)測法 機(jī)測法工作原理：將測區(qū)長度的變化通過千分表的測桿傳遞給一組齒輪，通過齒輪將長度的變化進(jìn)行放大并改變方向，轉(zhuǎn)換為指針在刻度盤上的轉(zhuǎn)動并指示出值，進(jìn)而計算出應(yīng)變值。 機(jī)測法特點(diǎn)：安裝便捷，讀數(shù)方便、準(zhǔn)確度高、對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)即一般不受溫濕度影響以及電磁場的干擾、性能可靠，但靈敏度不高、需要人工測讀、速度慢、工作量大。 測振傳感器光測法光測法 定義： 利用光的某些特性如波長的變化與應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換

7、關(guān)系，通過光的波長的變化來實現(xiàn)對應(yīng)變的測量 傳感器：光纖布拉格光柵傳感器 （fiber optic Bragg grating strain sensor） 光纖布拉格光柵傳感器光纖布拉格光柵傳感器 構(gòu)造：光纖、布拉格光柵組成 1-輸入信號；2-反射信號；3-傳輸信號；4-光纖線芯；光柵基本構(gòu)造示意圖6214535-紫外寫入光柵；6-光纖包層；7-布拉格光柵周期7表面式光纖應(yīng)變傳感器表面式光纖應(yīng)變傳感器內(nèi)埋式光纖應(yīng)變傳感器內(nèi)埋式光纖應(yīng)變傳感器表面式溫度光纖傳感器表面式溫度光纖傳感器內(nèi)埋式光纖溫度傳感器內(nèi)埋式光纖溫度傳感器光纖布拉格光柵傳感器光纖布拉格光柵傳感器 工作原理： 式中： 光纖光柵的中

8、心波長 纖芯的有效折射率 光柵周期。 n2n光纖布拉格光柵傳感器光纖布拉格光柵傳感器 結(jié)構(gòu)應(yīng)變勢必導(dǎo)致光柵周期的變化這為采用光纖布拉格光柵制成光纖應(yīng)變傳感器提供了最基本的物理特性。 同樣溫度變化也會引起光柵布拉格波長的變化。 波長的變化與應(yīng)變以及溫度的變化可用下式來表示： 光纖布拉格光柵傳感器光纖布拉格光柵傳感器 式中： 應(yīng)變以及溫度變化引起的波長變化 光纖光柵不受應(yīng)變及溫度變化的中心波長 待測應(yīng)變 為溫度變化量 光纖光柵應(yīng)變傳感靈敏度系數(shù) 光纖光柵溫度傳感靈敏度系數(shù)。 可采用相同溫度環(huán)境下的光纖光柵進(jìn)行溫度補(bǔ)償。 TKKTBBBBTKTKTKT光纖布拉格光柵傳感器光纖布拉格光柵傳感器 特點(diǎn)：

9、光纖傳感器是90年代出現(xiàn)的一種用于觀測應(yīng)力、應(yīng)變、溫度以及內(nèi)部裂縫、變形等結(jié)構(gòu)參數(shù)的新型傳感器。高精度高靈敏度遠(yuǎn)距離分布式耐久性光纖的小巧、柔軟、不易拉斷抗電磁干擾能力強(qiáng)集傳感與傳輸于一體易于制作和埋入結(jié)構(gòu)內(nèi)部而且物理截面和力學(xué)強(qiáng)度小，在粘貼或嵌入到主體中不會對其性能和結(jié)構(gòu)造成影響。 電蝸流式傳感器非接觸式電測法電測法電渦流式電渦流式 組成組成 探頭、延伸電纜、前置器、被測體探頭、延伸電纜、前置器、被測體 特點(diǎn)特點(diǎn) 非接觸式、靜態(tài)、動態(tài)、高線性、高分辯率非接觸式、靜態(tài)、動態(tài)、高線性、高分辯率 原理原理 前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭前置器中高頻振蕩電流通過延伸電纜流入探頭線圈，在探頭

10、頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。如果線圈，在探頭頭部的線圈中產(chǎn)生交變的磁場。如果在這一交變磁場的有效范圍內(nèi)沒有金屬材料靠近，在這一交變磁場的有效范圍內(nèi)沒有金屬材料靠近，則這一磁場能量會全部損失；當(dāng)有被測金屬體靠近則這一磁場能量會全部損失；當(dāng)有被測金屬體靠近這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁學(xué)這一磁場，則在此金屬表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁學(xué)上稱之為電渦流。與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個上稱之為電渦流。與此同時該電渦流場也產(chǎn)生一個方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作方向與頭部線圈方向相反的交變磁場，由于其反作用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變用，使頭部線圈高頻電流的幅度和相位得到改變

11、線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、線圈的有效阻抗），這一變化與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率、電導(dǎo)率、線圈的幾何形狀、幾何尺寸、電流頻率、探頭頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。探頭頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。1-4電測法電測法電渦流式電渦流式磁通量渦流被測體延伸電纜檢測電路輸出放大器振蕩器線性補(bǔ)償前置器探頭線圈電測法電渦流式 工作過程工作過程 被測金屬與探頭之間的距離變化被測金屬與探頭之間的距離變化線圈線圈的有效阻抗的變化的有效阻抗的變化振蕩電壓幅度的變振蕩電壓幅度的變化化經(jīng)過檢波、濾波、線性補(bǔ)償、放大歸經(jīng)過檢波、濾波、線性補(bǔ)償、放大歸一一輸

12、出電壓的變化輸出電壓的變化FS8000系列電渦流式電渦流式-探頭電測法電渦流式-前置器電測法電渦流式-運(yùn)用混凝土試件收縮實驗混凝土試件收縮實驗探頭安裝探頭安裝-非接觸非接觸電渦流式-運(yùn)用IMP電壓信號采集板電壓信號采集板數(shù)據(jù)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)實時監(jiān)測電測法電測法鋼弦式傳感器鋼弦式傳感器 電測法：利用電的某些特性如電阻、電流、電壓、頻率等的變化與結(jié)構(gòu)應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系來測定結(jié)構(gòu)的應(yīng)變。主要有鋼振弦式與電阻式 一、鋼弦式傳感器利用固定在結(jié)構(gòu)上的鋼弦振動頻率與結(jié)構(gòu)應(yīng)變之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，通過測量鋼弦的振動頻率來實現(xiàn)對應(yīng)變的測量。構(gòu)造：由夾塊、振弦、永久磁鐵、線圈等組成。一般有埋入式與外置式，主要產(chǎn)品有德國麥哈

13、克、法國德來馬克、美國基康等以及中國丹東傳感器廠生產(chǎn)。 電測法電測法鋼弦式傳感器鋼弦式傳感器 電測法電測法鋼弦式傳感器鋼弦式傳感器 5127541SPN36鋼弦式傳感器結(jié)構(gòu)原理1-夾塊；2-振弦；3-永久磁鐵；4-線圈；5-螺釘；6-軟鐵塊；7-膜片電測法電測法鋼弦式傳感器鋼弦式傳感器 工作原理：利用鋼弦自振頻率與鋼弦應(yīng)變之間存在一定關(guān)系，通過測鋼弦的頻率來測應(yīng)變。 式中： 鋼弦自振頻率 鋼弦長度 待測應(yīng)變 鋼弦彈模 鋼弦材料常數(shù) cEL21LcE電測法電測法鋼弦式傳感器鋼弦式傳感器 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)及遠(yuǎn)距離傳輸誤差小等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛應(yīng)用，特別是應(yīng)用于施工

14、應(yīng)力監(jiān)控中。缺點(diǎn)是價格昂貴，測試速度慢。 電測法電測法電阻應(yīng)變測試技術(shù)電阻應(yīng)變測試技術(shù) 電阻應(yīng)變測試技術(shù)的基本原理通過粘貼在結(jié)構(gòu)表面上的傳感元件電阻應(yīng)變片把所測的結(jié)構(gòu)應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，再通過橋路、儀器把電阻的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化并加以放大，由顯示器顯示出應(yīng)變值。工作框圖： 結(jié)構(gòu)應(yīng)變電阻值應(yīng)變片橋路 電壓應(yīng)變指數(shù)電測法電測法電阻應(yīng)變測試技術(shù)電阻應(yīng)變測試技術(shù) 電阻應(yīng)變測試技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可測到1；標(biāo)距小，箔式應(yīng)變片最小標(biāo)距可達(dá)0.2mm，可測點(diǎn)應(yīng)力，用于應(yīng)力集中測試；可遠(yuǎn)距離測試；可測動、測靜；通過應(yīng)變測量可轉(zhuǎn)換為測力軸力、彎矩、扭矩、剪力）、位移等；電測法電測法電阻應(yīng)變測試技術(shù)電阻應(yīng)變

15、測試技術(shù) 缺陷：測表面應(yīng)力準(zhǔn)確度高，測內(nèi)部應(yīng)力需要一定技術(shù)；測應(yīng)力集中不準(zhǔn)確；測量系統(tǒng)線路多、易干攏，易受環(huán)境溫度、濕度、電磁場干攏； 電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變片的構(gòu)造： 電阻應(yīng)變片由三個部份組成：基底紙張、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺等膠膜）敏感柵或電阻絲柵康銅、鎳、鉻等特殊材料制成）引出線 基底起到保護(hù)及固定敏感柵的作用，敏感柵或電阻絲柵直接感受結(jié)構(gòu)變形并將結(jié)構(gòu)變形轉(zhuǎn)換為電阻變化，引出線連結(jié)到測量橋路上； 電測法電測法 電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 應(yīng)變片構(gòu)造1敏感絲柵；2基底；3覆蓋層；4引出線4312電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變片的工作原理： 利用電阻絲的應(yīng)變效

16、應(yīng)，所謂電阻絲的應(yīng)變效應(yīng)指的是電阻絲的電阻值隨其本身應(yīng)變伸長或縮短而改變的一種物理性質(zhì)。 )24( ALR電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 通過數(shù)學(xué)分析，對R求微分得：由材料力學(xué)可知：整理得：令： Ks 電阻絲的靈敏系數(shù))34(/AALLRR)44(/2/RR)54(/21/RR)54(/RRKS電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 由于電阻應(yīng)變片是由電阻絲按一定規(guī)格撓制而成的，因此電阻應(yīng)變片同樣有如下的電阻變化率與應(yīng)變的關(guān)系：其中K為電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)，一般的電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)比電阻絲的靈敏系數(shù)來得小。 )64(/KRR電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 應(yīng)變片類型 1.繞絲式應(yīng)變片U式） 構(gòu)造

17、：由電阻絲撓制而成，根據(jù)基底材料的不同可分為紙基、膠基 特點(diǎn)：制作簡單、價格便宜、紙基易受潮、橫向靈敏度大 引出線電阻絲電阻絲回彎頭電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 應(yīng)變片類型 2. 短接式應(yīng)變片繞絲式的改進(jìn)H式） 構(gòu)造：縱橫向電阻絲通過點(diǎn)焊連接 特點(diǎn)：橫向靈敏度小、焊點(diǎn)易脫落，不適用于動測 橫向短接電阻絲引出線點(diǎn)焊電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 應(yīng)變片類型 3.箔式應(yīng)變片短接式應(yīng)變片的改進(jìn) 構(gòu)造：敏感柵由很薄的金屬箔片采用光刻技術(shù)制成，彎頭截面大 箔式應(yīng)變片電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 箔式應(yīng)變片的特點(diǎn): 敏感柵截面為矩形，較圓斷面大，粘合面積大不易脫落，傳遞應(yīng)變較絲式好;具有較大的散

18、熱能力；彎頭大，橫向效應(yīng)小可忽略；蠕變、機(jī)械滯后小、壽命高；由于采用光刻技術(shù)，標(biāo)距可小到0.2mm，可用于點(diǎn)應(yīng)力測試。 電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 應(yīng)變片的組成：單軸片雙軸片三軸片四軸片 電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 單軸片雙軸片三軸片片片120片片片四軸片電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 電測法電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變片規(guī)格及特點(diǎn) ： 幾何尺寸 阻值：標(biāo)準(zhǔn)R=120 靈敏系數(shù)：K=2.00 橫向敏度(H) 極限應(yīng)變：6000 絕緣電阻：R200M 機(jī)械滯后：應(yīng)變片感受結(jié)構(gòu)的變形會滯后一段時間 工作電流：Imax25mA，并不能用高電壓、高電流 零漂與蠕變：零漂是指在恒溫、結(jié)構(gòu)不受力情況下應(yīng)變片指示

19、的應(yīng)變 值隨時間而變化用/h表示。原因是受潮、電磁場干 攏；濡變結(jié)構(gòu)受荷穩(wěn)定后，應(yīng)變片指示的應(yīng)變繼續(xù) 變化。 溫度效應(yīng)：應(yīng)通過橋路補(bǔ)償或自補(bǔ)償給予消除 電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 應(yīng)變片選用結(jié)構(gòu)材性 均質(zhì)材料：鋼絲、鋼板、鋼筋用中小片標(biāo)距2、3、5、10mm）結(jié)構(gòu)受力 應(yīng)力梯度大用小片，應(yīng)力集中用箔式小片，應(yīng)力變化不大用中大片，單向應(yīng)力場用單軸片，已知主應(yīng)力方向的雙向應(yīng)力場用雙軸片，主應(yīng)力方向未知的復(fù)雜應(yīng)力場用三、四軸片電測法電測法電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 粘貼工藝 選片測點(diǎn)表面處理貼片干燥固化焊線防護(hù) 實驗一 電阻應(yīng)變片的粘貼一、試驗?zāi)康?1、掌握電阻應(yīng)變片的選用原則及方法。 2、學(xué)習(xí)常溫

20、用應(yīng)變片的粘貼技術(shù)及預(yù)埋技術(shù)。二、試驗儀表及器材 1、萬用電表、兆歐表；2、試件； 3、粘結(jié)劑502膠）；紙基應(yīng)變片； 4、砂布、棉球、丙酮、鑷子； 5、電烙鐵、焊錫絲、引線等。三、試驗方法及步驟（一應(yīng)變片的選擇與檢查 選擇：根據(jù)應(yīng)變片的工作環(huán)境、試件類型、測試儀器的要求等來選擇合適的應(yīng)變片。 檢查：外觀，用目測或放大鏡觀看，應(yīng)剔除應(yīng)變片絲柵中有形狀缺陷，片內(nèi)有氣泡、霉斑、銹點(diǎn)等缺陷的片；阻值，應(yīng)剔除斷路或短路的片，每片阻值相差不得超過儀器可調(diào)平衡的允許范圍。（二貼片1、測點(diǎn)表面的處理 鋼筋：除銹、刨光并用砂紙打成與測量方向呈450交叉細(xì)紋，用丙酮清洗干凈。 砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶

21、液清洗干凈。2、貼片 上膠：膠水均勻而薄地在基底面上涂一層，稍后，當(dāng)膠水發(fā)粘時順著受力方向?qū)χ蟹藕谩?、固化處理 分自然干燥或人工固化。4、粘貼質(zhì)量檢查 分外觀、阻值及絕緣度檢查。5、接線：分三步 固定點(diǎn)設(shè)置 引出線絕緣 導(dǎo)線焊接 擠壓：在片上蓋上玻璃紙，用手指沿一個方向滾壓，擠出多余的膠水和氣泡。 加壓：用手指輕壓片，直到粘住為止。（三防潮防水處理1、拌制防潮劑 常用的防潮劑有環(huán)氧樹脂與聚酰胺按2：1或3：2攪拌均勻，配制而成，還可用石臘與凡士林按1：1配制，加熱熔化成液體，冷卻后使用。2、涂抹：將防潮劑均勻地涂在應(yīng)變片上，后用紗布一層層纏緊，使膠液從中滲出，膠層表面應(yīng)光滑，固化后即能起到防

22、潮防水的作用。測點(diǎn)表面處理打磨測點(diǎn)表面處理清洗測點(diǎn)表面處理刷防潮絕緣層測點(diǎn)表面處理刷防潮絕緣層測點(diǎn)表面處理砂紙打磨測點(diǎn)表面處理清洗貼片固定接線端子焊線電測法電測法靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 電阻應(yīng)變儀原理 惠斯登電橋BACDRRRR1243UuDB1II2電測法電測法靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)電阻應(yīng)變儀通過電學(xué)分析，可得輸出電壓：對上式求微分，利用R/R=K并令R1 =R2 = R3 =R4 =R，可得： )74()(43214231RRRRRRRRUUBD電測法電測法靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上式表明，輸出電壓的變化量與橋路電阻應(yīng)變的關(guān)系，完成了應(yīng)變電阻電壓的轉(zhuǎn)換，從而可以通過測試電壓的變化來測

23、試應(yīng)變，這就是電阻應(yīng)變儀工作原理，其中： 上式表明：橋路總輸出應(yīng)變等于領(lǐng)臂應(yīng)變相減，對臂應(yīng)變相加。 )84(40UKUBD)94(43210電測法電測法靜態(tài)電阻應(yīng)變儀靜態(tài)電阻應(yīng)變儀基本測量橋路 ：全橋測量法半橋測量法每臂雙片測量法4 電測法電測法半橋測量法半橋測量法4 電測法電測法1/4橋測量法舉例）橋測量法舉例）附:各種接橋法（1半橋測量的接橋法 測量橋的橋臂由兩個電阻應(yīng)變片和儀器內(nèi)部的兩個固定電阻組成的聯(lián)接方式，稱為半橋接橋法。測量彎曲應(yīng)變ab43211)(ttttM儀a：432211)()(tttMtM儀b：儀1M那么：2 /1儀M那么：測量彎曲與拉(壓)復(fù)合作用的應(yīng)變cdc: c:43

24、)()(tttNMtNM下下下上上上儀那么:2/儀上Md:tttttNMtNM)(21)(21)(21補(bǔ)補(bǔ)下下下上上上儀那么:儀上N（2 2全橋測量的接橋法全橋測量的接橋法 特點(diǎn)：可以提高量測精度，主要用特點(diǎn)：可以提高量測精度，主要用于由應(yīng)變片作為敏感元件的各種傳感器于由應(yīng)變片作為敏感元件的各種傳感器上。上。 測量橋的橋臂由四個應(yīng)變片組成的測量橋的橋臂由四個應(yīng)變片組成的聯(lián)接方式，稱為全橋接橋法。聯(lián)接方式，稱為全橋接橋法。應(yīng)變式位移傳感器hxLUs23214M儀sU梁端點(diǎn)撓度與表面應(yīng)變：儀hxLUs62那么：構(gòu)造橋接法應(yīng)變式傾角傳感器原理：當(dāng)轉(zhuǎn)角00-50較小時，轉(zhuǎn)角和應(yīng)變梁上的彎曲應(yīng)變成線性關(guān)

25、系。即：MK應(yīng)變式測力傳感器12324341EANANE2224)()1(23 31 1NNNN儀儀NN有橫向變形時關(guān)系：4)(3 31 1NNNNN設(shè)：)1 ( 2/儀N那么：留意：長導(dǎo)線電阻對應(yīng)變測量的影響 當(dāng)導(dǎo)線長度大于當(dāng)導(dǎo)線長度大于10m時，測得的應(yīng)時，測得的應(yīng)變將比真實值降低變將比真實值降低%以上，要按下以上，要按下式進(jìn)行修正。式進(jìn)行修正。儀)1 (RRL實驗例子測受彎構(gòu)件裂縫及撓度 一、試驗?zāi)康?1、了解適筋梁的正截面與斜截面破壞形態(tài)。 2、掌握結(jié)構(gòu)性能的評定方法。二、試驗儀器 1、鋼筋砼簡支梁試件一個適筋梁） 2、YD-88便攜式超級位移計一臺； 3、讀數(shù)顯微鏡一臺； 4、加載設(shè)

26、備。三、試驗方案（一加荷方案設(shè)計（二試驗荷載計算（三加載程序設(shè)計（四觀察方法設(shè)計四、寫出試驗報告（一量測數(shù)據(jù)整理 1、測試曲線圖的繪制 2、撓度的計算 3、內(nèi)力的計算 4、平面應(yīng)力的計算（二結(jié)構(gòu)性能的評定 1、承載力評定 2、撓度評定 3、抗裂評定 4、裂縫寬度評定位移計 位移計主要用于觀測結(jié)構(gòu)的撓度與變形，也可用于觀測力、應(yīng)變、轉(zhuǎn)角、曲率和滑移變形等?？潭戎禐?.001mm的位移計，稱為千分表；刻度值為0.01mm的位移計，稱為百分表；刻度值大于0.01mm的位移計，稱為撓度計。分 類外形與構(gòu)造簡圖測桿彈簧軸頸測桿頂頭表殼齒輪內(nèi)外度盤長針短針圖3-1 百分表外形、構(gòu)造簡圖1 1、用位移計觀測

27、撓度、用位移計觀測撓度 (1)固定位移計的不動支架要有足夠的剛性，固定位移計的不動支架要有足夠的剛性， 位移計測桿上下可靈活移動。位移計測桿上下可靈活移動。 (2)位移計測桿應(yīng)與所觀測的位移方向一致。位移計測桿應(yīng)與所觀測的位移方向一致。 (3)符合觀測所需的量程及靈敏度要求。符合觀測所需的量程及靈敏度要求。 (4)張線式位移計可用于觀測較大的位移量。張線式位移計可用于觀測較大的位移量。2、用位移計觀測應(yīng)變(1)用于量測結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸向應(yīng)變，不宜用于受荷載后發(fā)生曲率變化的構(gòu)件。如圖示：圖3-2 位移計應(yīng)變測量裝置金屬夾頭頂桿位移計試件(2)手持應(yīng)變儀可以觀測多點(diǎn)應(yīng)變，但量測精度會因人而異。圖3-3 手持應(yīng)變儀量測裝置薄鋼片粘結(jié)劑腳標(biāo)鋼性金屬桿插足位移計（3對于長期觀測或溫度變化較大時，應(yīng)考慮溫度變化的影響。3、用位移計觀測轉(zhuǎn)角圖3-4 用位移計測定梁支座截面轉(zhuǎn)角Ltg21觀測點(diǎn)處轉(zhuǎn)角:4、用位移計觀測曲率圖3-5 曲率量測裝置)(2