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1、实验一接桥方式和静态电阻应变仪的使用 一、实验目的和要求 ⒈利用不同的电桥桥路组合进行应变测量，了解提高测量灵敏度和消除误差影响的 方法，从而掌握用这种方法解决测量中的实际问题。 ⒉了解温度效应，并懂得消除方法。 ⒊熟悉静态应变仪的功能和使用。 二、实验仪器和设备 DH-3815N 静态应变测试系统 1 套 贴有应变片的等强度梁 1 根 砝码（40N） 1 组 电吹风 1 只 其他工具 若干 三、实验内容和步骤 ⒈准备 ⑴由指导教师介绍仪器的功能和使用方法。 ⑵熟悉应变仪及其配套软件的使用方法（详见仪器使用说明书）。 ⑶开机预热10 分钟。 注意：该仪器功能比
2、较多，具体操作须由指导教师现场指导。 ⒉静态应变测量 （等强度梁的材料参数：b=4.58cm、h=0.378cm、L=30cm） 图1-1 图1-2 接桥方式 根据图1-1 及图1-2 进行以下操作。 应变仪桥路方式为 “方式二”。（对于“DH-3815N 静态应变测试系统”，可由设置不 同的“桥路方式”来决定测量的类型。如直接测出被测物的拉压应变或弯曲应变。） ⑴半桥测量 具体联接形式见表1-4 的“方式二”或“方式三”的“与采集箱的连接”。 ①按图1-2(a)进行接线：应变仪接线柱Eg、Vi+两点接上纵向片（即图1-1 上的1 号片，下同），Vi+、0 接温度
3、补偿片。每级加载10N，每加一级荷载（包括0 荷载）记录 一次读数（填于表1-1 中），分四级加载至40N。再分四级卸载至零，同样每级记录读数， 并看其回零否。再重复二次。 将最后加载40N 的读数再记录于表1-2 的第一栏中。 ②按图1-2(b)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接 上横向片（3 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第二栏。 ③按图1-2(c)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接 下纵向片（4 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第三栏
4、 ④按图1-2(d)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接 上纵向片（2 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第四栏。 ⑵全桥测量 具体联接形式见表1-4 的“方式五”或“方式六”的“与采集箱的连接”。 ①按图1-2(e)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+两点接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 间下接纵向片（4 号片），-Eg、Vi-间接下横向片（6 号片），Vi-、+Eg 间接上横向片（3 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第五栏。 ②按图1-2(f)进行接线：应变仪接线柱+E
5、g、Vi+两点接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 间下接纵向片（4 号片），-Eg、Vi-间接下横向片（2 号片），Vi-、+Eg 间接上横向片（5 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第六栏。 ⒊作一点（补偿片）补多点（工作片）测量 应变仪桥路方式为 “方式一”。 具体联接形式见表1-4 的“方式一”的“与采集箱的连接”。 将梁上的6 个测点分别接到应变仪上作半桥测量：补偿通道接补偿片；通道1～通 道6 分别①～⑥工作片。一次加载40N，读取各点的数据，记录于表1-3。测量时重复三 次，以取平均。 ⒋温度对应变测量的影响 按⒊接法。应变仪桥路
6、方式为 “方式一”。在不加荷载并且温度补偿片置于常温的 情况下，用电吹风加热工作片，观察温度对应变测试的影响。 四、记录表格 表2-1 分级加载记录 单位：με 荷载(N) 0 10 20 30 40 第一次 加载 0 135 273 415 520 卸载 -45 94 226 367 504 第二次 加载 0 135 270 401 540 卸载 0 133 270 407 543 第三次 加载 0 132 267
7、 404 538 卸载 2 141 269 404 539 表2-2 不同接桥方式的应变值 单位：με 序号 接桥图式 应变读数 桥臂系数 备 注 a 537 1 不能消除 拉（压）影响； 能消除温度影响 b 638 1+μ 不能消除扭转的影响 c 1082 2 能消除拉压影响 d 9 0 应变相同，测不出应变变化 e 1117 2（1+μ） 能消除扭转的影响 f 2158 4 能消除拉压的影响
8、表2-3 作多点测量时各点的应变值 单位：με 测点 1 2 3 4 5 6 荷载(N) 0 40 0 0 40 0 0 40 0 0 40 0 0 40 0 0 40 0 1 加、卸载 0 532 -17 -7 536 -10 0 -93 -1 -28 -549 -27 -65 -643 -107 0 82 0 增量 532 549 543 546 -93 -92 -521 -522 -578 -536 82 82
9、 平均 540 544 -93 -521 -557 82 2 加、卸载 0 524 -20 -7 533 -12 0 -95 1 -28 -550 9 -65 -645 360 0 81 0 增量 524 544 540 545 -95 -96 -522 -559 -580 -1005 81 81 平均 534 542 -95 -540 -762 81 3 加、卸载 -20 529 -2 -16 52
10、8 -15 -1 -94 -2 10 -513 7 318 -214 387 0 81 0 增量 549 531 544 543 -93 -92 -523 -520 -532 -601 81 81 平均 540 543 -93 -521 -567 81 平均值 538 543 -94 -527 -562 81 五、实验报告（至少应包括以下内容） ⒈试述桥臂系数的物理意义。 桥臂系数的物理意义：惠斯顿电桥有源工作臂是数目，也
11、就是对于一次测量的结构相对于测量单个应变片扩大或缩小的系数。 ⒉将附表1-3 的数据自行对比，并与理论计算值对比，分析诸纵、横向片间的差异 的原因。 ① 测点1、2、4、5的绝对数值接近，3、6的绝对数值也接近，这是因为1、2、4、5分别测的是杆件的轴向拉压应变，而3、6测量的是横向的泊松应变。 ②1、2测点数值绝对值只和和4、5测点和相近，而4、5测点绝对值之差比1、2测点的大，说明存在扭转的影响。纵向片的差异也是因为此。 ③M=NL =40×0.3=12 N/m， I=112bh3= 1/12×0.0458×〖0.00378〗^3=2.061×〖10〗^(
12、10) σ= hM/2I= 110.02Mpa ε=σ/E= 524με 而上面的平均值也为540με， 故误差为：540-524524=3.05% < 5%， 适应工程要求。 ④ 出现上面误差的原因是：测量误差，应变片可能没有贴好而存在的相对滑移，计算的数据存在测量误差，材料本身的不确定性,弹性模量的不准确性等。 ⒊根据附表1-3 的数据计算等强度梁材料的弹性模量和泊松比，并与理论值比较， 讨论它们之间的差异。 由上面的公式和推导，方法相似得到 E=2.06×1011 Mpa，μ=0.172. 出现差异的原因和上题类似。 （等强度梁的材料的参数：b=4.58cm、h=0.378cm、L=30cm） ⒋简述温度效应及消除方法。__ 温度效应;接入电桥的电阻应变计的电阻值随温度变化，一边没升温一度，应变放大器的输出的变量可大几十微应变。 消除方法：用一片于工作片（贴在被测件上的应变计）阻值、灵敏系数和电阻温度系数都相同的应变计，把它贴在一块与被测件材料相同而不受力的试件上，并使他们处于同一个温度场中，电桥连接时使工作片和补偿片处在相邻的桥臂中。
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