1、第五章 应变测试系统,应力应变测量的方法,应力应变测量的意义,光弹性实验法,6.1 应变片,一、工作原理：金属线材的应变效应,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（0500KHz）c.测量范围广（1010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？,（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，
2、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,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0兆欧，100兆欧）灵敏度系数允许电流其他,6.2 应变测量电路,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。,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,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
3、种联接方式。,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：,半桥,单臂桥,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。,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。贴在钢零件表面的康铜丝应变片，温度变化1时的电阻变化等于钢试件中应力变化70N/cm2时的电阻变化。温度补偿：排除温度效应影响的措施。,温度补偿原理,温度补偿,要想通过补偿片来实现温度补偿的关键？,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
4、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。,二、贴片及组桥,例1：求受拉试件应变。,解：方法一：,方法二：,比较两种方法,例2：求如图所示试件由弯矩引起的应变。,解：方法一：,方法二：,例3：求试件由拉力和弯矩共同引起的应变。,解：,（1）测弯矩应变排除拉力应变。,（2）测拉力应变排除弯矩应变。,方法一：贴温度补偿片，全桥。,方法二：,6.4 提高应变测量精度的措施,提高供桥电压增大输出电流减小贴片误差减小接触电阻长导线电阻影响的修正测量应变的定度其他措施,
