應變測試系統(tǒng)

應變測試系統(tǒng)第1頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四6.1應變片一、工作原理：金屬線材的應變效應應變電阻變化電流或電壓變化放大記錄二、電阻應變測量過程三、電阻應變測量的特點優(yōu)點：a.應變片尺寸小，重量輕

b.頻率響應好（0～500KHz）

c.測量范圍廣（10～10４微應變）

d.可在各種惡劣條件下使用，價格便宜

e.測量應變的靈敏度和準確度高缺點？第2頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四（2）線性及機械滯后：初始加載和卸載時有非線性和較顯著的滯后現(xiàn)象。（3）零點漂移：試件不受力的條件下，溫度恒定，而應變片的指示應變值隨時間而改變的特性。（4）蠕變：在某一恒定應變狀態(tài)下，保持溫度不變，其指示應變值隨時間而變化的特性。（5）疲勞壽命：在某一交變應變幅度下，應變片所能經(jīng)受的有效工作循環(huán)次數(shù)。105-107次。（1）橫向效應：橫向電阻變化將抵消縱向一部分電阻變化，使整個應變片的靈敏度降低。

四、應變片的工作特性第3頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四五、應變片主要參數(shù)(P176-177)

幾何尺寸電阻值絕緣電阻（一般大于２0兆歐，100兆歐）靈敏度系數(shù)允許電流其他第4頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四6.2應變測量電路電壓輸出直流電橋為什么需要應變測量電路？應變電橋：電橋全部或部分由應變片構成。第5頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四

R1上的電壓降為：

R4上的電壓降為：輸出電壓為：若：，則：，電橋平衡第6頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四當各橋臂電阻發(fā)生變化時，輸出電壓發(fā)生變化：若：則：工作橋臂：接入的是應變片，有電阻變化。根據(jù)電橋工作中橋臂電阻值變化情況可分為半橋單臂、半橋雙臂和全橋三種聯(lián)接方式。第7頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四全等臂橋各橋臂電阻相等：很小，遠小于橋臂電阻值，故略去分母中的一般組橋時，各橋臂的參數(shù)要求相同，可以認為所以：第8頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四半橋第9頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四單臂橋第10頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四特性

應變電橋的和差特性：相鄰相減，相對相加和差特性的應用：可實現(xiàn)溫度補償，輸出電壓放大等作用。第11頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四溫度效應及溫度補償

溫度效應：由于溫度變化引起的應變片敏感柵電阻的變化。

溫度補償：排除溫度效應影響的措施。

溫度補償原理第12頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四溫度補償PPR1R2第13頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四補償片和工作片的性能參數(shù)完全相同貼補償片的材料與被測試件材料相同補償片和工作片盡量放近一些，處于同一溫度場工作片、補償片接在相鄰橋臂上要實現(xiàn)溫度補償應注意的問題：要想通過補償片來實現(xiàn)溫度補償?shù)年P鍵？第14頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四6.3布片與組橋一、電橋的特點（1）是電橋的平衡條件，實際測量時需先進行預調(diào)平衡。（2）如相鄰兩臂有大小相等，符號一致的變化，或是相對兩臂有大小相等，符號相反的變化，則不破壞電橋的平衡。（2）若相鄰兩臂阻值有大小相等符號相反的變化，則電橋的輸出比其中單獨一個臂所引起的電橋輸出大一倍。若相鄰兩臂阻值有大小相等符號相同的變化也如此。

第15頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四二、貼片及組橋

例1：求受拉試件應變。PP解：方法一：PPR1R2第16頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四方法二：

PR1R2PPR1R2感受橫向拉力比較兩種方法第17頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四例2：求如圖所示試件由彎矩引起的應變。MM解：方法一：MMR2R1

MR1R2

0第18頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四方法二：MMR2R1

MR1R2

第19頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四例3：求試件由拉力和彎矩共同引起的應變。MMPP解：

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（1）測彎矩應變排除拉力應變。MMR2R1PP第20頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四（2）測拉力應變排除彎矩應變。方法一：貼溫度補償片，接成全橋。MMR3R1PPR2R4

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MR1R200R3R400第21頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四第22頁，共24頁，2023年，2月20日，星期四方法二：R2MMR3R1PPR4A向R1R2A向

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MR1R2

R3R4第23