第13章应变电测法.pptVIP

材料力学电子教案C机械工业出版社第1页，共29页，星期日，2025年，2月5日§13.1概述应变电测法把非电量的变化转换为电学量的变化进行测量，是目前实验应力分析中应用最广泛的一种测试方法。(1)电阻应变计测试法一、应变电测法二、应变电测法分类(2)电容应变计测试法(3)电感应变计测试法第2页，共29页，星期日，2025年，2月5日三、电阻应变计测试法(1)将电阻应变计粘贴在被测构件的表面上，当被测构件变形时，电阻应变计随同构件一起变形，其阻值亦发生相应的变化。§13.1概述(2)利用电阻应变仪测定应变计电阻值的变化，再换算成应变值或者输出与此应变成正比的电压(或电流)信号，由记录仪记录下来，得到所测构件表面的应变。(3)根据应力—应变关系确定构件表面的应力状态。第3页，共29页，星期日，2025年，2月5日四、电阻应变计测试法的优点(1)测量灵敏度和精度高。§13.1概述(2)传感元件尺寸小、重量轻，能满足应力梯度较大情况下的应变测量。(3)不仅可测量静态应力，而且可测量动态应力，不仅可在高温或低温环境下测量,而且还可用于遥测。最小应变读数可为l微应变，精确度可达l%～2%。第4页，共29页，星期日，2025年，2月5日五、电阻应变计测试法的缺点(1)只能测量构件表面的应变，而不能测内部的应变。§13.1概述(2)只能测量构件表面一个点沿某一方向的应变，而不能进行全域性测量。(3)由于只能测量栅长范围内的平均应变，因而对应变梯度较大的应变场的测量误差较大。六、电阻应变计测量系统的组成(1)电阻应变计(2)电阻应变仪(3)记录仪第5页，共29页，星期日，2025年，2月5日§13.2电阻应变计电阻应变计由覆盖层、敏感栅、基底、引出线和粘接剂五部分组成。一、结构13.2.1电阻应变计的结构和工作原理第6页，共29页，星期日，2025年，2月5日二、主要性能参数§13.2电阻应变计1.基长(标距)L基宽B2.电阻值R一般有60Ω、120Ω、200Ω、350Ω、500Ω或1000Ω，最常用的是120Ω。3.灵敏系数K或第7页，共29页，星期日，2025年，2月5日三、工作原理§13.2电阻应变计1.在测试时，电阻应变计随同构件一起变形，从而引起应变计电阻值的变化。2.测出电阻的改变量ΔR，便可求出应变。或第8页，共29页，星期日，2025年，2月5日(1)金属一、根据敏感栅的材料不同13.2.2电阻应变计的分类§13.2电阻应变计(2)半导体(3)金属或金属氧化物浆料二、金属应变计分类(1)丝式应变计(2)箔式应变计(3)薄膜应变计第9页，共29页，星期日，2025年，2月5日三、金属应变计按敏感栅的结构形状分类§13.2电阻应变计(1)单轴应变计(2)多轴应变计多轴应变计由两个或两个以上相交成一定角度的敏感栅制成，通常称为应变花。第10页，共29页，星期日，2025年，2月5日四、选用电阻应变计时需要考虑以下几项因素§13.2电阻应变计(1)应力状态(2)应力梯度单向应力状态可用单轴应变计，而平面应力状态应选用应变花。应力梯度大时应选用小标距应变计，而应力梯度小时可选用标距大一些的应变计。(3)试件材质和表面质量材质均匀、表面光滑时可用小标距应变计，材质不匀、表面粗糙时，则应选用大标距应变计。第11页，共29页，星期日，2025年，2月5日§13.2电阻应变计(4)环境条件(5)与应变仪匹配在高温高湿等恶劣环境条件下，应选专用应变计。应变计须与应变仪的供桥电压(或电流)相匹配，以免测量时应变计过度发热，影响精度甚至烧坏。第12页，共29页，星期日，2025年，2月5日§13.3电阻应变仪从ABC半个电桥来看，A、C间的电压为U。采用惠斯顿电桥作为基本测量电路。13.3.1测量电路原理流经R1的电流为R1两端的电压降为R4两端的电压降为一、电桥平衡条件第13页，共29页，星期日，2025年，2月5日电桥的输出电压为电桥输出电压得上式称为电桥平衡条件。§13.3电阻应变仪第14页，共29页，星期日，2025年，2月5日二、直流电桥转换原理设初始处于平衡状态的电桥各桥臂的阻值分别产生微小增量电桥的输出电压为展开上式，简化为§13.