§2-2電阻應變儀一.電阻應變儀一般介紹

由于電阻應變片的相對變化很小，因此必須設計專門的儀器對上述應變轉化成的電阻相對變化進行測量，最后用應變的標度指示出來。該類儀器就是應變儀，它由測量電路和放大器構成。

電橋分類：●按橋壓分：直流電橋；交流電橋●按輸出方式分：功率電橋（按低阻抗負載）電壓電橋（按高阻抗負載）

電阻應變片的信號調理電路:

由于將應變等機械量轉換為電阻的變化，此變化的數(shù)量是很微弱的，因此須采用高精度的測量電路——電橋測量電路。二.測量電橋測量電橋的任務：把電阻的變化量轉化成電壓或電流的的變化量，以便于后續(xù)儀表的計量與測量。1、直流電橋的基本關系常用的幾個術語:全橋：半橋：相對橋臂相鄰橋臂鄰臂對臂全橋半橋直流電橋平衡條件：即：相對橋臂電阻之積相等。當平衡電橋橋臂電阻發(fā)生變化時，其輸出電壓為：（1）電橋的電壓輸出：（2）電橋輸出公式的使用前提條件：1）先決條件是：電橋起始是平衡的；2）無論各電阻如何變化，一定要在平衡點附近；3）僅發(fā)生微小變化.a)等臂全橋（3）兩種特殊電橋的輸出：b)等臂半橋對稱半橋：R3、R4為固定電阻非對稱半橋：R1、R4為固定電阻非對稱半橋的輸出還與橋臂阻值比有關。（4）總結與討論：（1）電橋平衡條件（2）電橋的輸出電壓與相對計算電阻增量成正比其中R為一個橋臂的阻值。（3）因與應變成正比，因此電橋的輸出電壓與應變成正比。（4）對于等臂全橋，由于，電橋輸出公式又可寫成:上式為電橋加減特性表達式。電橋輸出的八字原則：

相鄰相減，相對相加。2.交流電橋的基本關系：電阻平衡、存在不平衡電容或相對橋臂阻抗之積相等交、直流電橋的異同點相同點：輸出電壓的幅值都與被測的應變成正比；不同點：直流電橋交流電橋輸出的是正或負的直流電壓，與應變同頻率變化。輸出的是正弦調幅波；從輸出電壓的正或負，可以判斷是拉應變還是壓應變?？赏ㄟ^輸出與參考橋壓的相位相同或是相反來判斷拉、壓應變的關系；只要電阻調平衡。既有電阻調平衡，又有電容調平衡。3.電橋的讀數(shù)方法：（1）直接讀數(shù)法：將電橋的輸出直接或經放大器放大后，用電表讀出或用示被器記錄。電表的讀數(shù)或示被器的記錄曲線正比于被測量的量值或變化過程一般動態(tài)測試儀器即動態(tài)應變都是采用這種讀數(shù)方法。1）機械標定法：在等強度梁上貼好與測點相同規(guī)格的應變片，測量系統(tǒng)的狀態(tài)維持測試時的狀態(tài)不變，給梁加載，使它產生一個標準應變，此時應變儀上輸出一個大小一定的電信號與該標準應變相對應，以此電信號為基準，來度量對應于被測動應變的電信號所代表的應變值。缺點：現(xiàn)場使用不方便。優(yōu)點：不需要修正。注意：必須進行標定。3.電橋的讀數(shù)方法：1）機械標定法：2）電標定法：在動態(tài)應變儀上專設標定電路，由標定電路給出代表一定應變的電信號，與對應于被測應變的電信號進行比較。優(yōu)點：方便可靠。橋臂并聯(lián)標定電阻標定和測試的示波圖標定應變：標定電橋法：電壓標定法：標定精度較高。（2）零讀數(shù)法：利用一些調節(jié)元件(可調電阻)使電橋恢復平衡，然后記下調節(jié)元件的調節(jié)量，從而計算被測量的大小。這時，指示電表只起平衡指示作用。一般靜態(tài)測試儀器如靜態(tài)應變儀常采用這種讀數(shù)方法。將測量電橋和讀數(shù)電橋反向串聯(lián)起來，調整讀數(shù)橋的橋臂電阻值，使兩橋串聯(lián)后的輸出電壓等于零。應變片的靈敏系數(shù)應變儀的靈敏系數(shù)讀數(shù)應變雙電橋零讀數(shù)法的原理圖(三）靜態(tài)電阻應變儀靜態(tài)電阻應變儀由電橋、振蕩器、交流放大器、相敏檢波器、指示電表等組成（四）動態(tài)電阻應變儀多采用交流供橋、載波放大的形式。由電橋、標定電路、振蕩器、放大器、相敏檢波器、濾波器等組成。被測應變信號調幅后輸出電壓一般檢波器檢波相敏檢波器檢波（五）應變儀的使用：(1)應變儀的選用原則應變儀的工作頻率應大于被測量的最高次諧波分量的頻率，以保證不產生幅頻失真和相頻失真。應變儀的最大量程應大于被測應變的最大值，并應使其輸出不超過最大線性輸出量，以保證不產生非線性失真。應變儀的輸出形式應與記錄儀相適應，并注意它們之間的阻抗匹配。對于靜態(tài)測量，應根據(jù)測試精度要求和測試量來選擇儀器的分辨率（最小應變讀數(shù)）和測量點數(shù)（配預調平衡箱）。應變儀的使用：（2）應變儀的操作要點：按實測需要確定接橋形式，測點與儀器間的連線應采用金屬屏蔽線，導線要固定，接地點要正確。根據(jù)被測信號的大小，正確選擇衰減器的檔位，使其輸出既有一定的幅度，又不產生非線性失真。連接記錄器，并注意其阻抗匹配。對于電標定，其標定應變應根據(jù)被測信號的最大值來選用，一般標定應變＝2/3被測最大值儀器的預調平衡應在“預調平衡”的檔位上進行。溫度效應

(1)溫度變化引起的電阻變化

(2)被測試件與應變片膨脹系數(shù)不同引起的附加應變例如：一鎳鉻絲片，標距貼在單向應力的鋼件上，當℃

§3溫度補償?shù)霓k法(1)