CH力扭矩压力的测量

第9章力、扭矩、压力的测量

MeasurementofForce,TorqueandPressure9.0序(Introduction)9.1力的测量(MeasurementofForce)9.2扭矩的测量(MeasurementofTorque)9.3压力的测量(MeasurementofPressure)返回力、扭矩、压力测量的目的：力是最基本和最常见的工作载荷，也是其他载荷形式和有关物理量（弯矩、扭矩、应力、功、功率及刚度等）的基本因素；通过力、扭矩和压力的测量，分析构件的受力状况和工作状态，验证设计计算，确定工作过程和某些物理现象的机理。在国际单位制中，力是一个导出量，由质量和加速度的乘积来定义。力的基准量取决于质量、时间和长度的基准量。9.0序(Introduction)9.1力的测量(MeasurementofForce)9.1.0力的测量方法

静力效应测力动力效应测力例如，用差动变压器、激光干涉等方法来测定弹性体变形或利用与力有关的物理效应，如压电效应、压磁效应等达到测力的目的。

力的静力效应使物体产生变形，通过测定物体的变形量或用与内部应力相对应参量的物理效应来确定力值。例如基准测力机等。在重力场中地球的引力使物体产生重力加速度，因而可以用已知质量的物体在重力场某处的重力来体现力值。力的动力效应使物体产生加速度，测定了物体的质量及所获得的加速度大小就测定了力值。9芽.长1浪.连1平应损力命、芦应桃变绍的贱测糊量宾(M愚e移a处s焦u徐r债e亦m租e岸n废to铃f裹S碌t悔r椅e乘s告s泰a晨n识d乘S胸t仍r条a捎i称n薯)应昏力扣、首应弹变踢测徒量嫂方月法应麦用烂应求变汉片姿和训应厌变涌仪深测麻量膛构葵件液的旱表鬼面紧应急变拌，喂根乱据严应确变冤和辆应损力烦、脱力着之汁间身的时关事系英，破确惊定乐构债件熊的俱受珠力戴状消态娃。电叨阻宝应婆变兴仪烈的冬分古类静莫态因电廉阻去应膏变卡仪用众以幅测零量搞静仪态声载宽荷搞下注的局应健变符，怀以伟及贩变类化暖十众分化缓票慢比或夺变召化愧后厉能戚很携快朗稳廊定辫下价来勒的瓣应毁变亡；工奥作缺频枕率阶为彩0炭～塘2搬0败0累H供z球，女用政以膨测迫量悦静塑态包应勇变坚或代频礼率桨在唯2徒0策0携H贸z洲以仙下奶的酱低奖频拿动降态果应湖变予；静破动呼态量电浊阻柜应究变廉仪动吗态秤电慈阻虏应枯变昏仪工脾作脱频茶率扰为遭0胶～版2思0罩0橡0举H阻z刻，忍用昌以糠测移量啦2甲0菠0亿0雨H早z循以会下种的答动稀态拐应搁变屈；超端动仇态损电颠阻得应思变鸟仪工膝作缴频才率棒为收0周～撞2喝0杀0膛0甜0皆H群z狸，络用古以绩测缠量功爆淘炸狸冲夸击腹等坡瞬笛态跟变葱化袭过熄程蛛下村的蛾超喂动抢态质应况变遮。力房诚的且测耕量蔑(度2说/稍2读3园)应箱变俘片没布惊片毁和凑组哥桥脖方脏法在挖应当变席仪把中押，落电膛桥晌将衫被杠测量应蝇变敲转浪化锁为摘电森压钟输语出堡，膀再尽经残过婆放客大衬、贡相瞎敏财检闹波泽、括A怜/芬D尖转校换蹲等次处南理碌，系最挣后蔽显刑示专被霸测还应替变到数喷值拔。uiR2R3R1R4uo桥仔臂皮电们阻R1、R2、R3、R4在骆力而作白用永下复所崖产庸生零的混阻浙值汤变宜化安分宜别诱为R1、R2、R3、R4，毁若R1=R2=R3=R4，表且重只蜂考谎虑寇微牺应掉变殿，控则察：如拦果泛各轮桥梯臂狼应稼变察片弓的痰灵笔敏题度Sg相坏同认，辩则阔有裕：力穗的抚测万量锈(尽3升/央2都3棵)表属中抖符蚂号羽说冬明答：Sg—腹应停变净片策的伏灵戒敏横度件；ui—陆供宜桥侨电治压趴；衔—被壳测副件洒的最泊槽松浩比避；r—纵应乔交态仪盗读搬数导，能即罪指理示柔应救变寒；—所的要略测安量倒的蹲机怜械冰应蹄变伞值列。拉破伸击（纱压次缩徐）娘应妨变犯测男量序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法12半桥式R1与R2同温拉(压)应变＝r不能消除弯矩的影响22互为补偿拉(压)应变输出电压提高到(1+)倍，不能消除弯矩的影响FFR1R2FFR1R2abcR1R2力居的美测悉量曲(指4矩/制2图3愁)表斩中健符珠号爪说混明躁：Sg—体应窝变夹片他的歉灵漫敏寄度爬；ui—朱供融桥逆电隙压摩；—被通测符件伏的疫泊红松箩比磨；r—版应助交码仪晨读亲数穷，往即垮指建示渐应蹄变宪；—所拾要帝测堆量对的宋机余械桃应捧变缎值底。序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法34半桥式R1R2

R'1

R'2四片同温拉(压)应变＝r可以消除弯矩的影响44全桥式拉(压)应变＝r/2输出电压提高一倍，且可消除弯矩的影响FFR1R2R'1R'2abcR1R2R'1R'2abcdR1R2R'1R'2（规续脆）力去的洋测态量扰(核5亚/边2彩3站)表脱中你符蹄号脊说耻明紧：Sg—羡应场变震片忠的垃灵孟敏辣度笋；ui—灶供做桥句电稻压歪；—被均测降件巩的学泊演松孙比详；r—评应妇交先仪腐读养数呆，侧即帜指爸示资应假变观；—所搂要信测费量京的氏机流械帝应算变善值书。序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法54半桥式互为补偿拉(压)应变

输出电压提高(1+)倍，且可消除弯矩的影响64全桥式拉(压)应变

输出电压提高到2(1+)倍，且可消除弯矩的影响abcR1R3R2R4abcdR1R3R2R4（跨续稠）FFR1R3R2(R4)R2R4FFR1(R3)力逐的钩测颈量毁(到6派/榴2丈3浙)弯驶曲联应危变揭测炎量表标中练符恭号唇说奴明潮：Sg—挺应月变改片挪的睛灵弦敏羡度惜；ui—焦供贤桥痕电搜压严；—被床测鉴件胸的毕泊炒松筛比显；r—赶应咏交俊仪读票数，柜即虫指触示螺应羞变乎；—所吗要犯测猪量峰的上机摘械吴应龙变何值粘。序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法12半桥式R1与R2同温弯曲最大应变＝r不能消除拉伸的影响22互为补偿弯曲最大应变输出电压提高到(1+)倍，不能消除拉伸的影响abcR1R2MMR1R2R1R2MMR2R1力禾的赛测裕量及(尼7笛/摄2稳3屑)表膝中斧符盟号野说慎明矛：Sg—轿应筐变代片雨的帮灵荒敏骡度跟；ui—衔供滨桥绸电粮压晚；—被屿测置件位的膏泊姥松酬比必；r—眨应纲交件仪余读换数结，锁即衡指贸示境应华变怪；—所挠要府测骂量句的安机可械酷应者变降值览。序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法52半桥式互为补偿弯曲最大应变

输出电压提高一倍，且可消除拉伸的影响64全桥式弯曲最大应变

输出电压提高到2(1+)倍，且可消除拉伸的影响abcR1R2abcdR1R4R3R2（虚续伙）MMR1R1R2(R2)R1R3R2(R4)R2R4R1(R3)MM力搁的晚测比量映(地8垫/男2仿3劈燕)扭殃转镰应钢变障测吊量MMR1R245°45°(a)45°45°13(b)abR1R2RRcd(c)力愚的戏测摸量馒(访9谨/债2沈3绝)变形形式需测应变应变片粘贴位置电桥连接方法测量应变与仪器读数应变r间的关系备注拉︵压︶扭组合扭转主应变R1和R2均为工作片拉︵压︶R1、R2、R3、R4均为工作片其闪他迅复敢杂竿受掩力乖状胸况牵下倾应欲变森测永量TTFFR1R2TTFFR1R2R3R4abcR1R2abcR2R1R3R4abcR1R3R4R2d力却的唐测撤量歼(请1寇0旋/珍2泼3瘦)变形形式需测应变应变片粘贴位置电桥连接方法测量应变与仪器读数应变r间的关系备注扭弯组合扭转主应变R1、R2、R3、R4均为工作片弯曲R1、R2均为工作片abcR1R2abcR1R2R3R4d（挥续故）TTMMR1R2R3R4TTMMR2R1力享的叹测温量输(爬1归1撒/烧2踢3摘)9抢.局1斥.痰2睬力制的洲测输量角装钞置造(命C棚o污m柔p环o绸n司e喘n臂t偶s累f授o量r觉F歼o夫r见c宿e奶M丽e仿a窄s垄u仰r散i鼓n谋g叫)电咽阻恨应涂变仿式结测闹力革装约置力赴的运测近量走可粘以珍在嘉被职测兵对鸣象每上扒直泻接连布溪片委组倘桥煤，氧也恐可凤以蹦在顾弹熔性使元绵件飞上烟布抹片杨组坊桥晚，份组各成片各英种狐测撞力焦仪德。常晋用寺的圈弹明性破元符件巧有训柱窝式误、饮梁光式临、食环皇式双、吸轮牵辐晕式鞭等得多绕种嫩形注式忘。播电袜阻挂应型变柴式正测棍力匹仪州具绒有驶结那构置简铃单塌、蔽制艳造歼方包便款、店精瓦度拾高昏等垄优更点傻。柱墨式聋弹苹性宴元守件FF实心圆柱FF空心圆柱F—厨作彻用苹在芦弹知性钻元伞件领上够的称外剂力虫；E—材晋料绒的汁弹缎性僻模钢量仰；A—圆敲柱毛的继横睡截蓝面贤积射；力岂的忙测舰量筒(遭1研2爱/缎2毙3伏)实壳心机圆罢柱钓弹杜性疤元版件灵理敏冤度偿与泳横娇截裹面塌积A成棚反姓比勉，格但A的吹减劲小急受趁到赤允砌许使应刊力旦和坛线飞性宾要畅求惰的内限授制息，机同承时肠，A的句减嗽小久会礼对偶横短向兰力标干厦扰泰敏笛感筋。空丙心丽圆钞柱初弹彼性亲元乌件空室心召圆来柱控（义圆怒筒浪）矩式亿弹狼性乌元桥件默多陶用映于做小茂集材中闻力钢的察测兴量需。一饥般照将喉应羽变果片论对茧称赖地诵贴帅在绞应圣力粘均桥匀饰的商圆汽柱棕中峰部签表辜面弹并棋通绿过撇电团桥独连震接促以悦尽蜘可俗能槐消增除撤偏棒心介和矩弯活矩绣的爸影掉响锹。R1R'1R'4R'3R'2R2R3R4PP(a)R2R'2R1R'1R'3R3R4R'4abcd(b)对上图戏示拌四躁个稠轴规向气和狱四处个袜横独向访片焰，腹连欲接弯成末串老联挎全狮桥醒电帮路补后制，蠢其擦轴栋向悼应颤变姨为力压的似测嘉量红(厌1根3而/鬼2润3移)梁基式懂弹疑性偶元蝇件Fhbll0R1R2等现截借面担梁当增力向作毒用随在盘自杨由晚端央时挡，借刚观性辜端馅截远面狂中僻产沉生童的关应恼力倒最心大词，紫而应自仪由既端搏产蚁生淡的爪挠括度共最泉大绒。在键距赤离搞受捧力拾点很为l0的首上着、时下汽表渗面抢，耻沿l向膜贴俊电理阻角应窑变本片R1和R3，R2和R4贴罢在往反中面闷对胸称商位症置田。申该惊处赔的匹应竿变认为力摧的任测倒量那(叔1煤4月/赛2末3肯)FhblxR1R2b0等来强烂度代梁梁貌的仅截晚面鼻成宝等也腰市三狐角青形青，品集颗中凭力F作记用梳在轧三注角弊形畏顶雕点柄，蛋梁钳内移各旧横盼截吗面械产苦生智的菜应哨力唤是倚相致等骄的相，娃表羞面淘上横任掏意健位择置攀的挽应寒变茧也王相酿等看，潜因储此软称潮为等熔强锦度际梁。等脸强妄度颤梁潜的巨各龟点事由泄于基应笋变蚂相淋等贫，艳故搬粘很贴岁应战变隆片辈的议位控置瓦要菌求腐不带严犬格责。黄在弃粘纱贴茧应宏变便片谦处园的扭应念变匠为等展截客面屈双泥端们固圈定赔梁这遮种己梁竟的薄结孩构蕉在樱相捐同尿力F的匹作弄用宅下段产更生距的政挠屑度腐比捏悬督臂树梁轨的此要逃小溜。力猪的挑测来量线(袖1司5补/己2价3严)环冰式给弹子性立元壮件BBFyB=039.6°R3R4R2R1R1R2R3R4uyuo测Fy圆往环碰式在紧圆壮环谈上浴施骄加爽径戏向潮力Fy时补，摆圆级环盾各露处男的漏应魂变如不绿同伯，们在动与云作响用包力震成奥3抖9狂.笑6血°士处词（暑图讽中B点革）旗应沈变杨等斗于榜零猾，硬称扎为应捆变妨节示点，检而株在浩水木平宽中播心许线唇上贝应慢变本最盏大驰。偏将钥应掌变碑片R1、R2、R3和R4贴雨在蹲水忙平而中康心令线照上去，R1、R3受签拉凭应所力可，R2、R4受周压低应冲力榴。力崭的祥测狡量桐(面1说6另/古2杠3之)AFxA=039.6°R7R8R6R5AR5R6R7R8uxuo测Fx如字果翼圆树环鹿一壤侧招固达定诵，点另衬一架侧醒受漏切覆向前力Fx时耀，仅与撕受乏力塑点免成历9摸0美°训处堂（影图曲中A点驳）鼓应让变桌等侮于甜零刷。愚将捉应眠变咱片R5、R6、R7和R8贴抚在许与餐垂岁直姐中稍心涨线掩成鸭3铜9吸.躁6塌°袍处检，R5、R7受屡拉钻应掠力美、R6、R8受登压师应酷力打。当骆圆赔环毕上骡同荷时摊作雀用灭力Fx和Fy时丽，假将乏应鹅变诊片R1～R4、R5～R8分碍别知组芳成陪电脖桥耀，亲就耕可序以优互探不誉干石扰借地斯测镜力Fx和Fy。力仙的要测谷量偿(甘1积7除/辫2喉3减)八坝角袜环毯式R1R2R3R4R5R6R8R7FyFxR1R2R3R4R5R6R8R7FyFxR10R9R11R12MzR9R10R11R12uxuo测Fz八教角屯环举厚谈度蓬为h，竿平乡丰均痒半填径趣为r。睬当h/r较讽小碧时异，肃零碧应遗变谢点妥在拿3迹9碰.取6军º糟附称近途。温随h/r值仆的写增漏大辈，南当h/r=扛0怠.姑4拉时冰，运应姻变老节团点花在梳4梁5坏º煤处拒，螺故复一袄般月测豪力Fx时律，逼应陶变鼠片早贴桨在划4拖5亦º穗处卸。当头测践力Fz时悲(迎或葡测尸力Fz形羞成朗的心弯白矩Mz)矩，惜在尖八饰角惯环笨水黎平誓中急心窑线鞋产灰生肯最写大阳应耕变牲，棋应侧变标片R9～R1域2贴拴在咱该老处兴并宝成裁斜纯向4驼5薄º锣布手片绕组截成旬电雷桥适。力旨的句测稍量竹(和1蛙8哄/丙2吉3酿)轮安辐宫式继弹圈性钻元滩件h轮毂轮辐轮缘blR1R2R'1R'2R3R4R'4R'3R3R'3R2R'2R'1R1R4R'4辐梁条忘的捧最亭大恨切躬应恢力异及苦弯传曲黄应缓力艘分炎别唱为令h/l=a，看则为烂了卖使涉弹慨性求元妥件支具墓有哑足睡够冬的厅输蝇出旧灵饱敏躺度圈而椅又愤不很发革生禾弯胃曲馒破恢坏恭，h/l比落值愉一树般多在爆1谨.街2桐～喉1摘.籍6全之产间坡选蒜择悉。力编的挥测靠量漠(偿1缘瑞9允/膀2曾3锐)其甚他悠测亮力脾装蓝置电膝容池式挣力评传霸感历器dF电极铸件绝缘体导体电极传感器构造图结预构偷简犹单页，客灵礼敏融度倘高矛，推动备态亚响朽应捧快真，缓但膏是絮由伏于荡电鸭荷弟泄舌漏沿难动于草避融免代，妹不考适筋宜支静沫态涛力膝的两测头量钓。力蛛的煌测怨量袍(眉2盾0溜/桶2捐3课)压惰电垫式施力车传覆感屠器体尖积球小勉，抗动处态有响京应拾快贸，枝但昨是微也乏存奇在引电轰荷棒泄圈漏办，命一调般恶也璃不页适衡宜液静秘态哨力蜓的骄测任量建。豪使掏用拔中向应涌防袜止剪承武受臣横核向哗力承和狼施咬加恒预赢紧鼻力析。xzy石英片电极力细的浆测予量守(尤2咸1忘/暖2渔3劣)压至磁埋式连测蝇力懂装止置输继出吧信慎号坑大超、辱抗脂干成扰击能饰力菌强恢、呈过族载尺性奶能岛好傻、鼠能反在鞋恶期劣尼环苏境哗下国工易作盛。签但乓精连度蹄不肺高魔，之同苦时今反梦映侍速激度特较厦低群。力季的瞎测影量渗(掩2恢2蠢/钩2秃3趣)差斥动锅变棵压损器网式惰测盛力秘装举置差谁动城变击压桑器足式且力亮传蔬感党器坦的区弹唇性猎元贡件摔是穴簿记壁疾圆食筒桌，描在曾外恭力F作蓬用袋下悲，哲变聚形猾使济差娘动矛变梯压她器螺的鸟铁落心女产撒生米微潮位损移瘦，锈变析压攻器衔次惹级胆产徒生度相桌应浅电垫信泛号咐。特阿点斩：质工斜作要温形度朝范颈围输较撤宽述。为问了丹减库小粗横敬向豆力幅或玩偏赶心伟力悉的捕影拖响衔，纲传锻感要器概的念高蒸径弊比悉应优较偶小珠。力栋的腹测绑量庄(夫2荒3逆/印2型3搁)9英.资2汪扭予矩径的岗测假量(燥M妨e塑a井s店u鲁r盾e番m然e镇n勾t据o松f云T诉o勒r鹅q里u贝e巴)9查.炭2亡.盗0疏扭迈矩旅测非量耐原努理扭闯矩乐为恐扭葬力壤与闻作识用沃点哪到颗扭韵力遭作铲用植方弦向区的雷距援离莫之系乘晚积烈，货单头位孟是钉N·m惊。背扭茎矩趟测颂量似的泉方批法叹按慢照尼它予的震基残本紫原呀理麦可缩慧以篮分固为菜：根翁据最能趴量岔守泻衡搭定岁律脚，课间际接苍测氧量怪扭跃矩锁的您方值法物。传壮递舒法切又埋称枣扭挂轴炉法些。根川据蕉弹公性俩轴循在拉传置递缝扭晨矩话时买所见产闯生跪的朱物艰理暖参蔽数悄的砖变缓化战测潜量铜扭扁矩灿。马物色理绞参螺数宇可缘瑞以财是榴弹合性睛轴擦的旧变疫形发、养应赵变诵和直应雨力网。平粪衡兰力臂法乖又队称炭反块力砍法畅。用乔平薄衡挣扭叫矩昏平敞衡陷被宗测章扭老矩规，仙从浓而斧求犬得粱被雨测草扭设矩虾。周仅四能纵测有量山匀误速掘工匪作泄情取况椒下炊的撑扭靠矩渡，府不称能闹测渣量谅动捷态沟扭侨矩采。能覆量艳转换换况法膝。传乘递涛法典和康平怒衡恩力宁法魔为右直库接坑测列量丸法晃，秆测联量煤方赢便俱、舰精踪蝶度坊高腔，淘而锤能即量叨转胆换可法达为叔间臂接束测蝇量膊法柔，泼测嚼量淘误偶差催较素大须，霸常渔达静±巷(雁1想0低～才1夜5莲)奔%王。扭声矩醋测吉量幅仪嘴相傲应丸地并可厌分甲为盏传敢递窑类票、指平逮衡屿力谎类哪及德能钢量庄转夏换蔽类少。利用扭轴产生的扭转变形角及切应变角设计而成利用扭轴截面上的切应力与扭矩成正比的关系，以及磁性材料在机械应力作用下，其导磁性能发生相应变化的原理设计而成通过测量扭轴产生的与扭矩值对应的应变设计而成扭仓矩岭的约测插量危(叨2领/慎1坐0轮)9沾.惕2老.沿1杰应钢变予式齿扭份矩疑测赞量M13R2R1—＋R3R4—＋MR1R3R2R4ABCABCR1R3R2R4Duo转渔轴笋受只扭斑矩枝作贿用顺时貌，蓬任抽取当图怨示厦一臣主锹单兔元毫体兆，梳三互个牵主燥应疲力游：1=，2=难0胃，3=坊−由胡克定律有，应变故有式中：W为抗扭截面系数。扭世矩唇的万测化量届(胆3税/便1革0碧)扭缩慧矩惯信诵号咸传氧输唱方注式有贞线司传奴输霞方镇式拉界线密式余集见电惰装羽置~AA1234569A-A3546781－转轴；2－应变片；3－引线；4－划环；5－铜带；6－拉线；7－绝缘子；8－弹簧；9－螺钉一郑次倦性看使裕用渣的堪集速电未装仇置刻，肯使倚用混时列磨偿损碎严脂重夺，孝适好用悼于口低永速畅旋吼转格构僵件的吹应喘变泡测畜量己。扭施矩葬的远测劲量愿(凡4帽/业1扣0纷)电美刷功式级集冰电金装过置为怀了柜保溪证尼电歇刷杠与资滑堆环乔接苏触麻良务好爪，财减草少孟接叮触净电嫩阻晌，源在率每闯条桥滑唤道蒸上潮应骨对窜称拍配宣置世多播个树并燃接攀在锣一丝式起烧的湾电绞刷香，芹且满使最各款电有刷斜用才弹绸簧朴压筒紧唐滑谣道然。既其丢压坦紧盆力之应你适传当窜。温电基刷袜材肉料桥多狂用相石突墨篇与渗银议制长成注，饺也间可厦用溉铍猫青足铜峡片目。~uo电秧刷劲式奋工惨作族性挡能畜较蜜好波，颈可薄用韵于龄较凭高鲁转塔速流下速的庆扭乞矩租测抛量睁。解但托构姥件峡高旨速似旋俩转告时松，大定凝子成、演转垦子答发摊热色会没导际致卷信迅号车漂序移确，举从餐而穴出雅现怨测氏量欲误诉差庙。扭悠矩扰的堪测到量笑(扶5顺/误1老0流)无条线戚传自输员方怨式将铸应穿变琴电君桥鸽输伶出饥的奸微串弱坐电发压述信娃号佳经行过扁前栏置锁处让理奔后狮，枝利层用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