应变测试系统

应变测试系统第一页，共二十四页，2022年，8月28日6.1应变片一、工作原理：金属线材的应变效应应变电阻变化电流或电压变化放大记录二、电阻应变测量过程三、电阻应变测量的特点优点：a.应变片尺寸小，重量轻

b.频率响应好（0～500KHz）

c.测量范围广（10～10４微应变）

d.可在各种恶劣条件下使用，价格便宜

e.测量应变的灵敏度和准确度高缺点？第二页，共二十四页，2022年，8月28日（2）线性及机械滞后：初始加载和卸载时有非线性和较显著的滞后现象。（3）零点漂移：试件不受力的条件下，温度恒定，而应变片的指示应变值随时间而改变的特性。（4）蠕变：在某一恒定应变状态下，保持温度不变，其指示应变值随时间而变化的特性。（5）疲劳寿命：在某一交变应变幅度下，应变片所能经受的有效工作循环次数。105-107次。（1）横向效应：横向电阻变化将抵消纵向一部分电阻变化，使整个应变片的灵敏度降低。

四、应变片的工作特性第三页，共二十四页，2022年，8月28日五、应变片主要参数(P176-177)

几何尺寸电阻值绝缘电阻（一般大于２0兆欧，100兆欧）灵敏度系数允许电流其他第四页，共二十四页，2022年，8月28日6.2应变测量电路电压输出直流电桥为什么需要应变测量电路？应变电桥：电桥全部或部分由应变片构成。第五页，共二十四页，2022年，8月28日

R1上的电压降为：

R4上的电压降为：输出电压为：若：，则：，电桥平衡第六页，共二十四页，2022年，8月28日当各桥臂电阻发生变化时，输出电压发生变化：若：则：工作桥臂：接入的是应变片，有电阻变化。根据电桥工作中桥臂电阻值变化情况可分为半桥单臂、半桥双臂和全桥三种联接方式。第七页，共二十四页，2022年，8月28日全等臂桥各桥臂电阻相等：很小，远小于桥臂电阻值，故略去分母中的一般组桥时，各桥臂的参数要求相同，可以认为所以：第八页，共二十四页，2022年，8月28日半桥第九页，共二十四页，2022年，8月28日单臂桥第十页，共二十四页，2022年，8月28日特性

应变电桥的和差特性：相邻相减，相对相加和差特性的应用：可实现温度补偿，输出电压放大等作用。第十一页，共二十四页，2022年，8月28日温度效应及温度补偿

温度效应：由于温度变化引起的应变片敏感栅电阻的变化。

温度补偿：排除温度效应影响的措施。

温度补偿原理第十二页，共二十四页，2022年，8月28日温度补偿PPR1R2第十三页，共二十四页，2022年，8月28日补偿片和工作片的性能参数完全相同贴补偿片的材料与被测试件材料相同补偿片和工作片尽量放近一些，处于同一温度场工作片、补偿片接在相邻桥臂上要实现温度补偿应注意的问题：要想通过补偿片来实现温度补偿的关键？第十四页，共二十四页，2022年，8月28日6.3布片与组桥一、电桥的特点（1）是电桥的平衡条件，实际测量时需先进行预调平衡。（2）如相邻两臂有大小相等，符号一致的变化，或是相对两臂有大小相等，符号相反的变化，则不破坏电桥的平衡。（2）若相邻两臂阻值有大小相等符号相反的变化，则电桥的输出比其中单独一个臂所引起的电桥输出大一倍。若相邻两臂阻值有大小相等符号相同的变化也如此。

第十五页，共二十四页，2022年，8月28日二、贴片及组桥

例1：求受拉试件应变。PP解：方法一：PPR1R2第十六页，共二十四页，2022年，8月28日方法二：

PR1R2PPR1R2感受横向拉力比较两种方法第十七页，共二十四页，2022年，8月28日例2：求如图所示试件由弯矩引起的应变。MM解：方法一：MMR2R1

MR1R2

0第十八页，共二十四页，2022年，8月28日方法二：MMR2R1

MR1R2

第十九页，共二十四页，2022年，8月28日例3：求试件由拉力和弯矩共同引起的应变。MMPP解：

P

MR1R2

（1）测弯矩应变排除拉力应变。MMR2R1PP第二十页，共二十四页，2022年，8月28日（2）测拉力应变排除弯矩应变。方法一：贴温度补偿片，接成全桥。MMR3R1PPR2R4

P

MR1R200R3R400第二十一页，共二十四页，2022年，8月28日第二十二页，共二十四页，2022年，8月28日方法二：R2MMR3R1PPR4A向R1R2A向

P

MR1R2

R3R4第二