1、. .實(shí)驗(yàn)名稱：金屬材料彈塑性參數(shù)測(cè)定(E、U、G等傳感器是一種測(cè)量裝置，用來(lái)把有關(guān)的物理量轉(zhuǎn)變成具有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的電量輸出，以滿足對(duì)于信息的記錄、顯示、傳輸、存儲(chǔ)、處理以及控制的要求。傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量與控制的第一個(gè)環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮著十分重要的作用。本實(shí)驗(yàn)要進(jìn)展分析、設(shè)計(jì)、制作電阻應(yīng)變式傳感器，并利用電橋作為根本的測(cè)量電路，利用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀作為放大與輸出儀器。標(biāo)定制作好的電阻應(yīng)變式傳感器。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)并掌握電阻應(yīng)變式傳感器的構(gòu)造、原理和設(shè)計(jì)方法。 2理解并掌握電阻應(yīng)變式傳感器的標(biāo)定方法，建立標(biāo)定的概念，學(xué)會(huì)相關(guān)儀器的使用方法。3復(fù)習(xí)掌握電阻應(yīng)變片的篩選、

2、粘貼、焊接、檢驗(yàn)等操作方法。4.測(cè)定材料的彈性模量E和泊松比u二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器等1靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。2標(biāo)定器、計(jì)算器、數(shù)字式萬(wàn)用表、游標(biāo)卡尺、電烙鐵、剝線鉗等。3彈性元件等傳感器母體。4電阻應(yīng)變片、接線端子、導(dǎo)線、502膠、丙酮、焊錫、砂紙等。5.金屬筒R=48mm，r=40mm三原理與方法電阻應(yīng)變測(cè)量法是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析中應(yīng)用最廣的一種方法。電阻應(yīng)變測(cè)量方法測(cè)出的是構(gòu)件上某一點(diǎn)處的應(yīng)變，還需通過(guò)換算才能得到應(yīng)力。根據(jù)不同的應(yīng)力狀態(tài)確定應(yīng)變片貼片方位，有不同的換算公式。測(cè)量電橋的根本特性和溫度補(bǔ)償構(gòu)件外表的應(yīng)變測(cè)量主要是使用應(yīng)變電測(cè)法，即將電阻應(yīng)變片粘貼在構(gòu)件外表，由電阻應(yīng)變片將構(gòu)件應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電阻

3、應(yīng)變片的電阻變化，而應(yīng)變片所產(chǎn)生的電阻變化是很微小的，通常用惠斯頓電橋方法來(lái)測(cè)量，惠斯頓電橋是由應(yīng)變片作為橋臂而組成的橋路，作用是將應(yīng)變片的電阻變化轉(zhuǎn)化為電壓或電流信號(hào)，從而得到構(gòu)件外表的應(yīng)變。在測(cè)量時(shí)，將應(yīng)變片粘貼在各種彈性元件上，組成電橋，并利用電橋的特性提高讀數(shù)應(yīng)變的數(shù)值，或從復(fù)雜的受力構(gòu)件中測(cè)出某一內(nèi)力分量(如軸力、彎矩等)。利用電橋的根本特性正確地組成測(cè)量電橋。ABCDR1R2R4R3UBDU測(cè)量電橋的根本特性圖3-4 電橋如圖3-4所示。電阻R1，R2，R3和R4構(gòu)成電橋的四個(gè)橋臂。在對(duì)角節(jié)點(diǎn)AC上接上電橋工作電壓u，另一對(duì)角點(diǎn)BD為電橋輸出端，輸出端電壓UBD。當(dāng)四個(gè)橋臂上電阻值

4、滿足一定關(guān)系時(shí)，電橋輸出電壓為零，此時(shí)，稱電橋平衡。由電工原理可知，電橋的平衡條件為 R1R3=R2R4 (3-11)假設(shè)電橋的四個(gè)橋臂為粘貼在構(gòu)件上的四個(gè)應(yīng)變片，其初始電阻都相等，即R1=R2=R3=R4。構(gòu)件受力前，電橋保持平衡，即UBD=0。構(gòu)件受力后，應(yīng)變片各自受到應(yīng)變后分別有微小電阻變化R1、R2、R3和R4。這時(shí)，電橋的輸出電壓將有增量UBD即UBD=假設(shè)四個(gè)電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)K都一樣，那么UBD=(1-2+3-4)上式說(shuō)明，應(yīng)變片感受到的應(yīng)變通過(guò)電橋可以線性轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?或電流)信號(hào)，將此信號(hào)進(jìn)一步放大、處理就可用應(yīng)變儀應(yīng)變讀數(shù)儀表示出來(lái)。即儀=1-2+3-4 (3-12)由式(

5、3-12)可見(jiàn)，電橋有以下特性：1兩相鄰橋臂上應(yīng)變片的應(yīng)變相減。即應(yīng)變同號(hào)時(shí)，輸出應(yīng)變?yōu)閮舌彉虮蹜?yīng)變之差；異號(hào)時(shí)為兩相鄰橋臂應(yīng)變之和。2兩相對(duì)橋臂上應(yīng)變片的應(yīng)變相加。即應(yīng)變同號(hào)時(shí)，輸出應(yīng)變?yōu)閮上鄬?duì)橋臂應(yīng)變之和；異號(hào)時(shí)為兩相對(duì)橋臂應(yīng)變之差。應(yīng)變儀的輸出應(yīng)變實(shí)際上就是讀數(shù)應(yīng)變，所以合理地、巧妙地利用電橋特性，可以增大讀數(shù)應(yīng)變，并且可測(cè)出復(fù)雜受力桿件中的內(nèi)力分量。溫度的影響與補(bǔ)償在測(cè)量時(shí)，被測(cè)構(gòu)件和所粘貼的應(yīng)變片的工作環(huán)境是具有一定溫度的。當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)變片將產(chǎn)生熱輸出，熱輸出中是不包含構(gòu)造因受載而產(chǎn)生的應(yīng)變，即使構(gòu)造處在不承載且無(wú)約束狀態(tài)，仍然存在。因此，當(dāng)構(gòu)造承受載荷時(shí)，這個(gè)應(yīng)變就會(huì)與由載

6、荷作用而產(chǎn)生的應(yīng)變疊加在一起輸出，使測(cè)量到的輸出應(yīng)變中包含了因環(huán)境溫度變化而引起的應(yīng)變，因而必然對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。溫度引起的應(yīng)變的大小可以與構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)變相當(dāng)，因此，在應(yīng)變片電測(cè)中，必須消除應(yīng)變，以排除溫度的影響，這是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。測(cè)量應(yīng)變片既傳遞被測(cè)構(gòu)件的機(jī)械應(yīng)變，又傳遞環(huán)境溫度變化引起的應(yīng)變。根據(jù)式(3-12)，如果將兩個(gè)應(yīng)變片接入電橋的相鄰橋臂，或?qū)⑺膫€(gè)應(yīng)變片分別接人電橋的四個(gè)橋臂，只要每一個(gè)應(yīng)變片的相等，即要求應(yīng)變片一樣，被測(cè)構(gòu)件材料一樣，所處溫度場(chǎng)一樣，那么電橋輸出中就消除了的影響。這就是橋路補(bǔ)償法，或稱為溫度補(bǔ)償片法。橋路補(bǔ)償法可分為兩種，下面作簡(jiǎn)單介紹。1補(bǔ)償塊補(bǔ)償法此方

7、法是準(zhǔn)備一個(gè)其材料與被測(cè)構(gòu)件一樣，但不受外力的補(bǔ)償塊，并將它置于構(gòu)件被測(cè)點(diǎn)附近，使補(bǔ)償片與工作片處于同一溫度場(chǎng)中，如圖3-5a所示。在構(gòu)件被測(cè)點(diǎn)處粘貼電阻應(yīng)變片Rl，稱工作應(yīng)變片(簡(jiǎn)稱工作片)，接入電橋的AB橋臂，另外在補(bǔ)償塊上粘貼一個(gè)與工作應(yīng)變片規(guī)格一樣的電阻應(yīng)變片R2稱溫度補(bǔ)償應(yīng)變片(簡(jiǎn)稱補(bǔ)償片)，接入電橋的BC橋臂，在電橋的AD和CD橋臂上接人固定電阻R，組成等臂電橋，如圖3-5b所示。這樣，根據(jù)電橋的根本特性式(3-12)，在測(cè)量結(jié)果中便消除了溫度的影響。ABCDR1R2R4R3R1R2PPa (b)圖3-5 補(bǔ)償塊補(bǔ)償法2工作片補(bǔ)償法在同一被測(cè)試件上粘貼幾個(gè)工作應(yīng)變片，將它們適當(dāng)?shù)亟?/p>

8、入電橋中(比方相鄰橋臂)。當(dāng)試件受力且測(cè)點(diǎn)環(huán)境溫度變化時(shí)，每個(gè)應(yīng)變片的應(yīng)變中都包含外力和溫度變化引起的應(yīng)變，根據(jù)電橋根本特性式(3-12)，在應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變中能消除溫度變化所引起的應(yīng)變，從而得到所需測(cè)量的應(yīng)變，這種方法叫工作片補(bǔ)償法。在該方法中，工作應(yīng)變片既參加工作，又起到了溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩Ｈ绻谕辉嚰夏苷业綔囟纫粯拥膸讉€(gè)貼片位置，而且它們的應(yīng)變關(guān)系又，就可采用工作片補(bǔ)償法進(jìn)展溫度補(bǔ)償。電阻應(yīng)變片在電橋中的接線方法應(yīng)變片在測(cè)量電橋中有各種接法。實(shí)際測(cè)量時(shí)，根據(jù)電橋根本特性和不同的使用情況，采用不同的接線方法，以到達(dá)以下目的：1實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償；2從復(fù)雜的變形中測(cè)出所需要的某一應(yīng)變分量；3擴(kuò)大

9、應(yīng)變儀的讀數(shù)，減少讀數(shù)誤差，提高測(cè)量精度。為了到達(dá)上述目的，需要充分利用電橋的根本特性，精心設(shè)計(jì)應(yīng)變片在電橋中的接法。在測(cè)量電橋中，根據(jù)不同的使用情況，各橋臂的電阻可以局部或全部是應(yīng)變片。測(cè)量時(shí)，應(yīng)變片在電橋中，常采用以下幾種接線方法。半橋接線法假設(shè)在測(cè)量電橋的橋臂AB和BC上接電阻應(yīng)變片，而另外兩臂AD和CD接電阻應(yīng)變儀的內(nèi)部固定電阻值，那么稱為半橋接線法(或半橋線路)。對(duì)于等臂電橋，實(shí)際測(cè)量時(shí)，有以下兩種情況：1半橋測(cè)量半橋測(cè)量接法如圖3-6所示，電橋的兩個(gè)橋臂AB和BC上均接工作應(yīng)變片和，工作應(yīng)變片感受構(gòu)件變形引起的應(yīng)變分別為和，感受溫度引起的應(yīng)變均為，另外兩臂AD和CD接固定電阻R，由

10、于固定電阻因溫度和工作環(huán)境的變化，而產(chǎn)生的電阻變化很小，且相等，即，因而，根據(jù)式(3-12)，應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變?yōu)?(3-13 )2單臂測(cè)量ABCDR1R2R4R3ABCDR1R2R4R3單臂測(cè)量接法如圖3-7所示，為工作應(yīng)變片，為溫度補(bǔ)償應(yīng)變片，和為電阻應(yīng)變儀的內(nèi)部固定電阻R。工作應(yīng)變片感受構(gòu)件變形引起的應(yīng)變?yōu)椋惺軋D3-6 半橋測(cè)量圖3-7 單臂測(cè)量溫度引起的應(yīng)變?yōu)椋瑴囟妊a(bǔ)償應(yīng)變片感受溫度引起的應(yīng)變也為，即，。根據(jù)式(3-12)可得應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變?yōu)椋?3-14)全橋接線法在測(cè)量電橋的四個(gè)橋臂上全部接電阻應(yīng)變片，稱為全橋接線法或全橋電路。對(duì)于等臂電橋，實(shí)際測(cè)量時(shí)，有以下兩種情況： 1全橋測(cè)量

11、測(cè)量電橋的四個(gè)橋臂上都接工作應(yīng)變片，如圖3-8所示。工作應(yīng)變片感受應(yīng)變分別為，各工作應(yīng)變片感受溫度引起的應(yīng)變均為，即，。根據(jù)式(3-12)，應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變?yōu)?(3-15) 2對(duì)臂測(cè)量電橋相對(duì)兩臂接工作應(yīng)變片，另相對(duì)兩臂接溫度補(bǔ)償應(yīng)變片。設(shè)工作應(yīng)變片感受構(gòu)件變形引起的應(yīng)變分別為和，感受溫度引起的應(yīng)變?yōu)椋瑴囟妊a(bǔ)償應(yīng)變片感受溫度引起的應(yīng)變也為。即：，根據(jù)式(3-12)，應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變?yōu)椋?(3-16) ABCDR1R2R4R3圖3-8 全橋接線法應(yīng)力與應(yīng)變測(cè)量單向應(yīng)力狀態(tài)在桿件受到拉伸(或壓縮)情況下，如圖3-9所示。此時(shí)只有一個(gè)主應(yīng)力s1，它的方向是平行于外加載荷P的方向，所以這個(gè)主應(yīng)力s1的

12、方向是的，該方向的應(yīng)變?yōu)閑l。而垂直于主應(yīng)力s1方向上的應(yīng)力雖然為零，但該方向的應(yīng)變e20，而是e2=-el。由此可知:在單向應(yīng)力狀態(tài)下，只要知道應(yīng)力s1的方向，雖然s1的大小是未知的，可在沿主應(yīng)力s1的方向上貼一個(gè)應(yīng)變片，通過(guò)測(cè)得el，就可利用s1=Ee1公式求得s1。主應(yīng)力方向巳知平面應(yīng)力狀態(tài)圖3-9 桿件單向受拉伸圖3-10主應(yīng)力方向的平面應(yīng)力狀態(tài) 2 2 1 1XPP 1 1Y平面應(yīng)力是指構(gòu)件內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)在兩個(gè)互相垂直的方向上受到拉伸(或壓縮)作用而產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)，如圖3-10所示。圖中單元體受方向的平面應(yīng)力s1和s2作用，在X和Y方向的應(yīng)變分別為s1作用：X方向的應(yīng)變el為s1/EY方

13、向的應(yīng)變e2為-s1/Es2作用：Y方向的應(yīng)變e2為s2/EX方向的應(yīng)變el為-s2/E由此可得X方向的應(yīng)變和Y方向的應(yīng)變分別為3-17上式變換形式后可得3-18由此可知：在平面應(yīng)力狀態(tài)下，假設(shè)主應(yīng)力s1或s2的方向(s1與s2相互垂直)，那么只要沿s1和s2方向各貼一片應(yīng)變片，測(cè)得l和2后代入式3-18，即可求得s1和s2值。主應(yīng)力方向未知平面應(yīng)力狀態(tài)當(dāng)平面應(yīng)力的主應(yīng)力s1和2的大小及方向都未知時(shí)，需對(duì)一個(gè)測(cè)點(diǎn)貼三個(gè)不同方向的應(yīng)變片，測(cè)出三個(gè)方向的應(yīng)變，才能確定主應(yīng)力s1和s2及主方向角q三個(gè)未知量。圖3-11表示邊長(zhǎng)為x和y、對(duì)角線長(zhǎng)為l的矩形單元體。設(shè)在平面應(yīng)力狀態(tài)下，與主應(yīng)力方向成q角

14、的任一方向的應(yīng)變?yōu)椋磮D中對(duì)角線長(zhǎng)度l的相對(duì)變化量。由于主應(yīng)力sx、sy的作用，該單元體在X、Y方向的伸長(zhǎng)量為x、y，如圖3-11(a)、(b)所示，該方向的應(yīng)變?yōu)閑x=x/x、ey=y/y；在切應(yīng)力xy作用下，使原直角XOY減小gxy，如圖3-11(c)所示，即切應(yīng)變gxy=x/y。這三個(gè)變形引起單元體對(duì)角線長(zhǎng)度l的變化分別為xcosq、ysinq、ygxy cosq，其應(yīng)變分別為excos2q、eysin2q、gxysinqcosq。當(dāng)ex、ey、gxy同時(shí)發(fā)生時(shí)，那么對(duì)角線的總應(yīng)變?yōu)樯鲜鋈咧停杀硎緸?-19利用半角公式變換后，上式可寫成3-20YxxyyxxXXXxxl000lll

15、lllxyxyxyyxyx圖3-11 在x、y 和xy 作用下單元體的應(yīng)變YYyyy(a)(b)c)由式 (3-20)可知e與ex、ey、gxy之間的關(guān)系。因ex、ey、gxy未知，實(shí)際測(cè)量時(shí)可任選與X軸成q1、q2、q3三個(gè)角的方向各貼一個(gè)應(yīng)變片，測(cè)得e1、e2、e3連同三個(gè)角度代入式(3-20)中可得3-21由式(3-21)聯(lián)立方程就可解出ex、ey、gxy。再由ex、ey、gxy可求出主應(yīng)變e1、e2和主方向與X軸的夾角q，即3-22將上式中主應(yīng)變e1和e2代入式(3-18)中，即可求得主應(yīng)力。a 二軸900b 三軸450c 三軸600d 三軸1200圖3-12 絲式應(yīng)變花在實(shí)際測(cè)量中，

16、為簡(jiǎn)化計(jì)算，三個(gè)應(yīng)變片與X軸的夾角q1、q2、q3總是選取特殊角，如0°、45°和90°或0°、60°和120°角，并將三個(gè)應(yīng)變片的絲柵制在同一基底上，形成應(yīng)變花。圖3-12所示是絲式應(yīng)變花。設(shè)應(yīng)變花與X軸夾角為q1=0°、q2=45°、q3=90°，將此q1、q2、q3值分別代人式(3-21)得3-23由式(3-23)可得3-24將式(3-24)代入式(3-22)主應(yīng)變e1、e2和主應(yīng)變方向角q的計(jì)算式為3-253-26將式(3-25)代入式(3-18)得應(yīng)力計(jì)算公式為3-27對(duì)q1=0°、q

17、2=60°、q3=120°的應(yīng)變花，主應(yīng)變e1、e2和主應(yīng)變方向角及主應(yīng)力s1和s2計(jì)算公式為3-283-293-30其它形式應(yīng)變花的計(jì)算公式可查閱有關(guān)文獻(xiàn)。電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器根本原理電阻應(yīng)變片除直接用來(lái)測(cè)量物體外表的應(yīng)變之外，還廣泛用作敏感元件制成各種傳感器用于測(cè)量各種力學(xué)量，如力、位移、壓力、加速度等。這類傳感器稱作應(yīng)變式力學(xué)量傳感器。應(yīng)變式力學(xué)量傳感器通常由三局部構(gòu)成：彈性元件、應(yīng)變片和外殼。彈性元件在感受被測(cè)物理量時(shí)，產(chǎn)生與之成正比的應(yīng)變；應(yīng)變片那么將上述應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化，由二次儀表將這種電阻的變化測(cè)量和顯示。外殼的作用是保護(hù)彈性元件與應(yīng)變片。使之正

18、常工作，同時(shí)兼有便于安裝、使用的功能。根據(jù)測(cè)量量值的不同電阻應(yīng)變式傳感器有多種類型。下面主要介紹電阻應(yīng)變柱式力傳感器。電阻應(yīng)變柱式力傳感器柱式力傳感器的彈性元件可制成實(shí)心柱體或空心圓筒。實(shí)心柱體構(gòu)造常用做荷重傳感器，空心圓筒構(gòu)造兩端多為螺紋聯(lián)接，既可以測(cè)量壓力也可測(cè)量拉力。兩種傳感器的應(yīng)變片用同樣的方式粘貼在彈性元件的側(cè)外表上，如圖3-14所示，在被測(cè)外力P的作用下彈性元件發(fā)生變形，用應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的方法即可到達(dá)測(cè)量力的目的。實(shí)際應(yīng)用中，被測(cè)力P作用線與彈性元件軸線不可防止地會(huì)有偏心或傾斜，而且，每次測(cè)量時(shí)的偏心或傾斜總是隨機(jī)的，必然會(huì)引起測(cè)量誤差。因而采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造設(shè)計(jì)、合理布置應(yīng)受片的位置

19、及接橋方式以減小上述誤差是十分必要的。下面說(shuō)明應(yīng)變片粘貼位置和橋路的連接方式。應(yīng)變片應(yīng)對(duì)稱地粘貼在彈性元件應(yīng)變分布均勻的區(qū)段，亦即較遠(yuǎn)離兩端的中間區(qū)段，如圖3-14(a)所示，對(duì)稱地選擇相互夾角為90°的四條母線，在每一條母線上沿母線方向和垂直母線方向各粘貼一個(gè)電阻應(yīng)變片，沿母線方向的應(yīng)變片 (a) (b)3-14 柱式力傳感器記作(i=1，2，3，4)；垂直母線方向的應(yīng)變片記作 (i1，2，3，4)，分別將相對(duì)的應(yīng)變片和串聯(lián)，并組成圖3-14b所示的橋路。根據(jù)惠斯頓電橋測(cè)試原理，電橋輸出的總應(yīng)變?yōu)?+-+- (3-31)注意到i=1，2，3，4，電橋的總輸出為=+=1+ (3-32

20、)式中為彈性元件材料的泊松比。如果被測(cè)量的力P相對(duì)于彈性元件軸線發(fā)生偏心或傾斜，其橫向分量和彎矩對(duì)于彈性元件的彎曲效應(yīng)使相對(duì)的兩個(gè)應(yīng)變片(如、；、)發(fā)生等量異號(hào)的電阻變化，從而應(yīng)變也是等量、異號(hào)的，此種影響將在式(3-31)和中被消去，亦即電橋總輸出中不含有偏心和傾斜的影響。因?yàn)榘藗€(gè)應(yīng)變片在同一溫度環(huán)境中工作，每個(gè)應(yīng)變片的溫度變化應(yīng)變是一樣的，圖3-14(b)可實(shí)現(xiàn)全橋互聯(lián)溫度補(bǔ)償，溫度干擾也會(huì)被抵消。由式(3-32)可以看出，橫向應(yīng)變片的采用既可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，也起到提高靈敏度的作用，將測(cè)量靈敏度提高為原來(lái)的1+倍。傳感器的標(biāo)定(又稱率定)，就是通過(guò)試驗(yàn)建立傳感器輸入量與輸出量之間的關(guān)系。即求

21、取傳感器的輸出特性曲線(又稱標(biāo)定曲線)。標(biāo)定的根本方法是利用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)值(如的標(biāo)準(zhǔn)力、壓力、位移等)作為輸入量，輸入到待標(biāo)定的傳感器中，得到傳感器的輸出量，然后將傳感器的輸出量與輸入的標(biāo)準(zhǔn)量作比較從而得到的標(biāo)定曲線。另外，也可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)，去測(cè)未知的被測(cè)物理量，再用待標(biāo)定的傳感器測(cè)量同一個(gè)被測(cè)物理量，然后把兩個(gè)結(jié)果作比較，得出傳感器的標(biāo)定曲線。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀介紹靜態(tài)應(yīng)變測(cè)量?jī)x如圖3-15 所示，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集箱、微型計(jì)算機(jī)及支持軟件組成。可自動(dòng)測(cè)量大型構(gòu)造、模型及材料應(yīng)力實(shí)驗(yàn)中的多點(diǎn)靜態(tài)應(yīng)變應(yīng)力值。假設(shè)配接適當(dāng)?shù)膽?yīng)變式傳感器, 也可對(duì)多點(diǎn)靜態(tài)的力、位移、壓力、扭矩、溫度等物理量

22、進(jìn)展測(cè)量。靜態(tài)應(yīng)變儀使用方法1接通電源預(yù)熱；2根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕油蚵罚瓿扇珮颉霕颉?4橋公用補(bǔ)償片的橋路連接；3靈敏度系數(shù)的修正；4實(shí)驗(yàn)測(cè)量前各通道平衡。圖 3-15靜態(tài)應(yīng)變儀圖3-16動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀介紹動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀如圖3-16所示，系統(tǒng)包含動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)所需的信號(hào)調(diào)理器應(yīng)變、振動(dòng)等調(diào)理器、直流電壓放大器、低通濾波器、抗混濾波器、轉(zhuǎn)換器、以及采樣控制和計(jì)算機(jī)通訊的軟硬件。動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀使用方法1接通電源預(yù)熱；2根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕油蚵罚瓿扇珮颉霕虻臉蚵愤B接；3翻開(kāi)電腦開(kāi)啟軟件，選擇通道序號(hào)、采樣頻率、采樣方式等，輸入靈敏度系數(shù)、電阻、接線方式等參數(shù)。4測(cè)量前平衡、清零。5戶

23、外測(cè)試等有干擾時(shí)需接地線。四、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值隨著所受機(jī)械變形(伸長(zhǎng)或縮短)的變化而發(fā)生變化象。五、實(shí)驗(yàn)步驟1理論分析與設(shè)計(jì)：1根據(jù)彈性元件的強(qiáng)度條件確定許可載荷。2選定貼片的位置、數(shù)量與接橋方案。2電阻應(yīng)變式傳感器的制作與測(cè)試系統(tǒng)的組合：1對(duì)電阻應(yīng)變片進(jìn)展篩選，清理彈性元件外表、粘貼應(yīng)變片，進(jìn)展引線焊接、短路檢驗(yàn)等操作。2將電阻應(yīng)變式傳感器與電阻應(yīng)變儀按選定的接橋方案進(jìn)展連接，組成測(cè)試系統(tǒng)。 3測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定清零載荷橋臂電阻值選擇和應(yīng)變片靈敏系數(shù)K值設(shè)定：根據(jù)應(yīng)變片的橋臂電阻值和靈敏系數(shù)K值的大

24、小，在面板上進(jìn)展相應(yīng)的選擇和設(shè)定。接線采用四分之一橋的接線方法，并記錄好各應(yīng)變片對(duì)應(yīng)的接口應(yīng)變清零加載與記錄測(cè)試完畢，卸去載荷，關(guān)閉電源。整理儀器。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理1寫出理論分析與設(shè)計(jì)的過(guò)程與結(jié)果。 2對(duì)標(biāo)定數(shù)據(jù)列表。3在坐標(biāo)紙上畫出標(biāo)定數(shù)據(jù)，標(biāo)出刻度。4 標(biāo)定三次，比較三次結(jié)果的重復(fù)性、線性度。A=7.2*10-3m2加載序號(hào)載荷F/kN橫向縱向S1S1S2S2S3S3S4S41287-24-1845-16-16241212-40-3665-16-17361817-56-5366-16-14482423-72-6756-17-185102929-89-85增量的平均值56-16-16應(yīng)變?cè)隽?/p>

25、5*10-66*10-6-16*10-6-16*10-6橫=5.5*10-6縱=-16*10-6E=17.4GPa u=0.34加載序號(hào)載荷F/kN橫向縱向S1S1S2S2S3S3S4S41236-18-2037-14-1724613-32-3757-14-18361120-46-5557-13-16481627-59-7147-13-205102034-72-92增量的平均值47-14-18應(yīng)變?cè)隽?*10-67*10-6-14*10-6-18*10-6橫=5.5*10-6縱=-16*10-6 E=17.4GPa u=0.34加載序號(hào)載荷F/kN橫向縱向S1S1S2S2S3S3S4S4151214-36-451310-43-412102524-79-86129-42-433153733-121-1291511-39-414205244-160-1701413-40-415256657-200-211增量的平均值1311-41-42應(yīng)變?cè)隽?3*10-611*10-6-41*10-6-42*10-6橫=12*10-6縱=-42*10-6E=16.5GPa u=0.28加載序號(hào)