电阻应变片标定P.docx

§2-2电阻应变片标定实验目的1 .了解电阻应变片灵敏系数的标定方法.2 .掌握电阻应变仪的使用方法.二,实验仪器和设备c1 .YJ-5型静态电阻应变仪一台2 .已贴好电阻应变片的悬殍梁一台3 .砥码若干三.实验原理AO电阻应变片的应变效应基本关系式为：=心£,英中K为电阻内变片的灵敏系R数，也就是当电阻应变片粘贴在被测试件上，在应变片轴向的单向应力作用下，应变片电阻的相对变化与试件测点应变片的应变的比值.静有电阻应变仪的测量电路分为半桥凹路和全桥凹路两种.被测试件测点上的两个电肌应变片作为测屋电路的两个桥臂，参力而原和,电阻应变仪内部的两个标准无感固定电防作为另外两个桥臂,这样构成的测桥路为半桥回路：将被测试件测点上的四个电阻应变片作为测!电路的四个桥皆，用以参加测和补偿，这样构成的桥路为全桥回路，在-股则中多采用半桥测黑，本实验即果用半桥测星.'eft,标定时，将电阻应变仪的灵敏系数调节为Kr,此时Kte«=KEK=KT鱼(2-1)£式中K-被测电阻应变片灵敏系数：Kt-电阻应变仪调定的灵敏系数，本实验为2;e«-Eftjttk/A半桥测量时A=Z全桥测贵时A=4:£一通过计算得出的理论应变值.四.实脸步娱1 .在耒接通电源之前将岸态电阻应变仪的表头、微调、中调、大沟刻度盘指针都调整到零点。将电阻应变仪灵敏系数调整为202 .将仪器附带的标准电阻与隐态电阻应变仪连接，组成电桥.3 .打开睁态电阻应变仪电源开关并旋转到”BD“位迓，预热一分钟，转动微调刻度盘观察指示仪表指针有无偏转，如有说明仪器能正常丁作.4 .将开关旋钮转到"阻“上,用螺丝刀调节"电电平衡“电位器，使仪表指示为零；然后再将开关旋钮转到“容”上,调节"电容平衡”电位器，使仪表指示为尊.如此反复调整几次后，电桥即已预调平衡.1 .将开关旋钮遇于"BD"上,拆下标准电阻,通过连接导线换接贴在后臂梁上的垢个电阻应变片，口成测不半桥回路.2 .将开关旋钮置于”“上,调节微、中调使指示仪表为零，记下此初始仪器读数.3 用袪码悬科梁加栽,福加载一个助,记下一个仪器读数。最后注意测量并记录悬怦梁的有关数据.五实验数据处理1 .计宜出斛等于力QT出量后的仪8读数和没5三的初始仪解读数之差.2 .根据实畛数据计算出电阻应变片的灵敏系数.三、测武装灵敏系数K伯是应变片的主要技术指标之一,K值误差的大小直接彰响应变测运结果.K值的大4,应变片敏感栅的材料（金屈丝棚）、几何形伏.测定时的试件材料及应力状态有关.并与应变片的组成材料W粘贴剂等行关.因此、K值是应变片的一个综合指标一般需用实蛇方法礴定1 .谢定装置测定是在单向应力状卷下进行的，通常可用使有曲梁或等强度梁来测定,本卖给采用等强度梁笠杳.在梁的悬"端点A处力MP.梁截面上产生弯曲应力为单向应力状态C架上表面受拉伸.炖向应变勺为正值.因是等强度梁，空在梁的壬要部分都相等见图注意：为满足梁等应力的要求.加力点A必须为应变片与梁中爱相垂合n2 .勺值的确定见佰是梁在单向应力状态下始向拉伸或压埔应变,可用下述方法确定：用测定架的挠度确定空即涯度梁表面上的应变J为掺度f之间的关系用下试表示：百分去测点处梁的挠度，伽.等强度梁摩度，呗.等强度e固定端到百分表测点之距陶.血.测定时将百分表置于等强度梁加力点A处,在八点处加力时处粒度可由百分表读出mrr工作Jfi用此法求应变£一可避免梁材科的弹性模ItE值所带来的误差，但梁的快度f不易涎准用公式计算空由材料力学弯曲应力计算公式，梁任一截面表面应力为:M一贴片处戡面的穹矩(kgcm)Wz一贴片处皱面的抗弯戢面模量(cm»)WzEE等强度卖材料的件性模量用此法受等漏度梁尺寸和材翻单性模虽的测财度影响较大.3. 应变片电阻相对变化R/R的测定电阻应变仪测定法本法利用耀度较高的应驾仪.将工作片IQ唯片接入应号仪.把仪器的灵敏系数於钮对准仔有值Ks(K馆是应变仪指示的灵敏系数.为计及方便.TSiKK仪=2)将仪器询平彷，然后在等强度架上加裁P,由应变仪上即可读得£仪等时对应的电阻相对变化为：A?P=A«£仪R并联电用测定法俗待测定的电阻应变片与3K片接入电阻应变仪.调整好应变仪的平衡给梁加栽P,这时应变片上读出阳应的应变值£读f去掉载荷,使应变仪回到初始的平衡在待测K的应变片上并联一电阻,可调节电昭箱改变并联电阻值使电阻应变仪读数在故值上与加载所产生的£读相同.在电电箱占可读出并联R井的大小,由此可J5出对应于C的电Ia应变片的AR值刁Iit算如下:13Tg¾M）加+RR（RB=R并）AZ?见本实勃采用（D法.4. K值的确定atai,与£仪对应的真实应变空，仍用前面方法同时测出：K=K仪£愣£才=21*d£xAO注意：6和应同时测出.对每个应变片加.却肛次，三次循环所得的三个灵敏系数平均值，即为此片的灵敏系数四.电阻应变仪屋本原理均入高精度应变仪是一个具有四个电阻两个补偿片）形成的单点半桥式电桥，当四个电困达到更一关系时.电桥临出为零.此时称电桥平物.若任Gt-W电蹈将有电阻值变化则电桥有电压勒出平衡即被破坏,此时输出端不等于零.利用电桥这一待性,将应变片电阻变化矮换成电压或电流的变化.大致过程：构件直力f应变f电的变化f补偿片f电流（电压）变化S放大器S输出（记5U1.员卜4单点半电阻应变仪就是实现上还转涣过程的一整套仪器H中电桥是电阻应变仪变化的核心部分.见图14（X1.21O1B2/B3型数字静态应变仪详见附爱二的使用说明）(0£>yrtar力Mefim)RK仪:K仪【£,!|tZ!11平Wil:1）根持野试要求.本文验采用V4桥制SB的方法_2）K泊在前殳伐上庄版瞰定为-2*五.计算菇妥R六.泳差分析1）系统误差有：由某些固定不变的因疾引起的.原因有：测量仪器方面的因索（仪硼设计上的嵌焰.零件制造不标准,安装不正确等）.环境因索（外界温度.温度及压力变化引起的误差）.测量方法因素（近似的滤员方法或近似的计鼓公式等引起的误差）.测呈人员的习惯偏向等2）Sfi机误差：由某些不易控相购因索造成的在相同条件下作多次测量.其误差故值和符号是不确定的.即时大时小，时正时负,无固定大小和偏向：因此多次涎量值的算术平均值接近于真伯.3）粗大误差：与第标明显不符的误差，主要是由于实校人员电心大意，如读数培设、记录指误、搔作失败所至这类误差往往与正常值相差彳艮大，应在整理数据时依据审用的准贝IUra以映.B(2)电如图4所示=”1/4XEu向战利口止Alhitfl"必金桥，测HM:殂的641涂令桥MZ歧测JPlS用侬a应变计测量工程构忤TfiQ括说:三变信号的电桥，放大侬的网W信号、屐别正负极性和这波的电阻应变仪,以及平衡指示器（静态）或记录8«（动态）三部分.静态和动态电电应变仪由到（电）桥.坳崛器.放大88.相敏检洗耨.低通能波噩和旗压电源等单元所组成（Slffi）.期防速器供给用桥一种比应变最高a1率高5-10倍（约50-20000M）的就波信号，将应变信号调崛网幅波，经过交流放大器高增益放大，再由相敏恰波器分辨应变信号的正仪极性，送至平衡殆示88£示静态源S,或是过低通泄波源泥掉班变信号的残余载波成分，然后由记录器将动态酶波形记录下来.用人工析处现,Al度和效率两低，用电用应变计测定构件的表圆应变，再根据应力,应期关系式,确定内件表回应力状态的一种实验应力分析方½.将电阻应变计固定在被利肉件上,梅杵变形时,应变计的电阻将发生相应变化.用电（8应变仪（见电阻应变测Bl装霍）测量电阻变化，把它换Ii成应变fi,或购出与应交成正比的极拟电信号（电压的或电洸的）,由记录器记录下来；或用计算机按预定要求迸行物E处理；用上述方法都可得到所测的应力或应变.电aa应变计测重技本的优点是：况量m度和灵敏度高；股率响应好,可测量从睁念到Ja十万糖的动态应变；测量较值范围广：易于实财的数字化.自动化和无我电遥测,可在高沮.低温.闻I液下.高速旋转.鬼破麻骇捅射等环墙进行到量；可制成各冲传感隅,测力.as力.位移,加速度等物理里，在工业过程和科学实验中用作控制或监视的被感元件,电阻应变计的主要战有是：一个应变计只能测定均件表圆一点在某个方向的应变；只能浏得钳长范国内的平均应变.测显原理电IS应变窝蜃系统由电!且应变计.电阻应变仪和记录器三部分姐成，其工作过程如下：电阻应变计可按下式将构件的应受转换为单位电阻变化：.（1）式中R为初始电诅；R为该电用的变化；&为礴方向的应变；K为灵胀系数.电脚应蛾采用电侨或电位差计的利三线路,将电阻应变计的电因变化转换为电压（或电源）的变化,井足放大后俵出.动态应变测量工作过程如下：电阻应变计的Si率响应时间约为10沙,半导体应殳计可达10眇，构件应殳的变化几乎立即传递给敏感物，但由于应变计有一定臂长，当构件的应变波沿榭长方向传播时，应变计0渊时应变读数为应变波在粗长河距内的应变平均B.这会给羽量结果带来误差.假设应变波为正弦波，具伯福速度与声波在材料中传搐速度相同,若采用栅长1米的应变计对钢构件进行测僵，则当应变频率达25万桶时，应变测盘误差小于2%.一股机规的应变痰军都不超过25万筋,应变测i关差也不超出上值.高频应变测量的范囤，主要受用阳应变仪和记录器的跟制,在测量动态应变时.要根据被ill应变的次率，对应交计进行动态标定及选择合适的电阻应变仪和记显滞.对于5机应变信号.采用救生处理装I1.可大大减少整理工作