机械测试技术-第五章应变测试系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,电阻应变测量,光弹性实验法,脆性涂层法,云纹法,全息干涉法,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（,0,500,KHz,）,c.,测量范围广（,10,10,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，应变片所能经受的有效工作循环次数。,10,5,-10,7,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,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。,R,1,上的电压降为：,R,4,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/cm,2,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,P,P,R,1,R,2,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？,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。,二、贴片及组桥,例,1,：求受拉试件应变。,P,P,解：方法一：,P,P,R,1,R,2,方法二：,P,R,1,R,2,P,P,R,1,R,2,感受横向拉力,比较两种方法,例,2,：求如图所示试件由弯矩引起的应变。,M,M,解：方法一：,M,M,R,2,R,1,M,R,1,R,2,0,方法二：,M,M,R,2,R,1,M,R,1,R,2,例,3,：求试件由拉力和弯矩共同引起的应变。,M,M,P,P,解,：,P,M,R,1,R,2,（,1,）测弯矩应变排除拉力应变。,M,M,R,2,R,1,P,P,（,2,）测拉力应变排除弯矩应变。,方法一：贴温度补偿片，全桥。,M,M,R,3,R,1,P,P,R,2,R,4,P,M,R,1,R,2,0,0,R,3,R,4,0,0,方法二：,R,2,M,M,R,3,R,1,P,P,R,4,A,向,R,1,R,2,A,向,P,M,R,1,R,2,R,3,R,4,6.4,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,