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电阻应变计测量技术是用电阻应变计测定构件的表面应变,再根据应力、应变的关系式,确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
纠错编辑摘要目录1 电阻应变计测量技术2 正文3 配图4 相关连接电阻应变计测量技术- 电阻应变计测量技术电阻应变计测量技术- 正文用电阻应变计测定构件的表面应变,再根据应力、应变的关系式,确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
将电阻应变计固定在被测构件上,构件变形时,应变计的电阻将发生相应变化。
用电阻应变仪(见电阻应变测量装置)测量电阻变化,把它换算成应变值;或输出与应变成正比的模拟电信号(电压的或电流的),由记录器记录下来;或用计算机按预定要求进行数据处理;用上述方法都可得到所测的应力或应变。
电阻应变计测量技术的优点是:①测量精度和灵敏度高;②频率响应好,可测量从静态到数十万赫的动态应变;③测量数值范围广;④易于实现测量的数字化、自动化和无线电遥测;⑤可在高温、低温、高压液下、高速旋转、强磁场和核辐射等环境进行测量;⑥可制成各种传感器,测量力、压力、位移、加速度等物理量,在工业过程和科学实验中用作控制或监视的敏感元件。
电阻应变计的主要缺点是:①一个应变计只能测定构件表面一点在某个方向的应变;②只能测得栅长范围内的平均应变。
发展简史电阻应变计测量技术,起源于19世纪。
1856年,W.汤姆孙对金属丝进行了拉伸试验,发现金属丝的应变和电阻的变化有一定的函数关系,说明应变关系可转换为电流变化的关系,可用电学方法测定应变。
1938年,E.西蒙斯和A.鲁奇制出了第一批实用的纸基丝绕式电阻应变计。
1953年,P.杰克孙利用光刻技术,首次制成了箔式应变计。
随着微光刻技术的进展,这种应变计的栅长可短到0.178毫米。
1954年,C.S.史密斯发现半导体材料的压阻效应,1957年,W.P.梅森等研制出半导体应变计,其灵敏系数比金属丝应变计高50倍以上,现已用于测量力、扭矩和位移等的传感器上。
电阻应变测量原理及方法一、引言二、原理电阻应变测量的基本原理是通过电阻的电阻值随应变变化的特性来测量物体的应变。
当物体受到应变作用时,其几何尺寸发生变化,从而导致电阻值发生变化。
电阻应变测量利用电阻的电阻-温度特性来实现对应变的测量。
具体原理如下:1.电阻温度特性电阻的电阻值与温度呈线性关系,即随温度的升高,电阻值增大;随温度的降低,电阻值减小。
这是因为当温度升高时,导体的电阻率会随之增加,从而导致电阻值的增加。
2.应变-温度关系物体的应变与其温度变化是呈线性关系的,即随应变的增大,温度也相应增大,反之亦然。
这是因为物体在受到应变作用后,其内部会产生应变能,从而导致温度的升高。
基于以上两个关系,可以得出如下结论:当物体受到应变作用时,其温度变化会引起电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化,可以估算物体受到的应变。
三、方法1.谐振法谐振法是一种常用的电阻应变测量方法,它基于电阻的电阻值与温度的线性关系。
具体步骤如下:(1)将测量物体固定在一个适当的位置上,使其受到应变作用。
(2)在物体上安装一个电阻应变片,电阻应变片的电阻值随着物体受到应变作用发生变化。
(3)将电阻应变片连接到一个恒频振荡器上,使其获得一个特定频率的激励信号。
(4)通过调节激励信号的频率,使得振荡器与电阻应变片共振。
(5)测量电阻应变片上的共振频率,并根据电阻的温度特性,计算出物体受到的应变。
2.电桥法电桥法是另一种常用的电阻应变测量方法,它基于电阻应变片的电阻值与温度的线性关系。
具体步骤如下:(1)将测量物体固定在一个适当的位置上,使其受到应变作用。
(2)在物体上安装一个电阻应变片,电阻应变片的电阻值随着物体受到应变作用发生变化。
(3)将电阻应变片与一个标准电阻相连接,组成一个电桥电路。
(4)通过调节电桥电路中的电阻,使电桥达到平衡状态。
(5)测量电桥电路中电阻值的变化,并根据电阻的温度特性,计算出物体受到的应变。
3.数字化方法随着科技的进步,电阻应变测量逐渐向数字化和自动化方向发展。
目录电阻应变测量原理及方法 (2)1. 概述 (2)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2)2.1电阻应变片的工作原理 (2)2.2电阻应变片的构造 (4)2.3电阻应变片的分类 (4)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6)3.1电阻应变片的工作特性 (6)3.2电阻应变片工作特性的标定 (10)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变,再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态,从而对构件进行应力分析。
电阻应变片(简称应变片)测量应变的大致过程如下:将应变片粘贴或安装在被测构件表面,然后接入测量电路(电桥或电位计式线路),随着构件受力变形,应变片的敏感栅也随之变形,致使其电阻值发生变化,此电阻值的变化与构件表面应变成比例,测量电路输出应变片电阻变化产生的信号,经放大电路放大后,由指示仪表或记录仪器指示或记录。
这是一种将机械应变量转换成电量的方法,其转换过程如图1所示。
测量电路的输出信号经放大、模数转换后可直接传输给计算机进行数据处理。
电阻应变测量方法又称应变电测法,之所以得到广泛应用,是因为它具有下列优点1.测量灵敏度和精度高。
其分辨率达1微应变(με),1微应变=10-6应变(ε)。
2.测量范围广。
可从1微应变测量到2万微应变。
3.电阻应变片尺寸小,最小的应变片栅长为0.2毫米;重量轻、安装方便,对构件无附加力,不会影响构件的应力状态,并可用于应力梯度变化较大的应变的测量。
4.频率响应好。
可从静态应变测量到数十万赫的动态应变。
5.由于在测量过程中输出的是电信号,易于实现数字化、自动化及无线电遥测。
6.可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。
7.可制成各种高精度传感器,测量力、位移、加速度等物理量。
该方法的缺点是:1.只能测量构件表面的应变,而不能测构件内部的应变。
2.一个应变片只能测定构件表面一个点沿某一个方向的应变,不能进行全域性的测量。
目录电阻应变测量原理及方法 (2)1. 概述 (2)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2)2.1 电阻应变片的工作原理 (2)2.2 电阻应变片的构造 (4)2.3 电阻应变片的分类 (4)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6)3.1 电阻应变片的工作特性 (6)3.2 电阻应变片工作特性的标定 (10)4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (13)4.1 电阻应变片的选择 (13)4.2 电阻应变片的安装 (13)4.3 电阻应变片的防护 (14)5. 电阻应变片的测量电路 (15)5.1 直流电桥 (15)5.2 电桥的平衡 (18)5.3 测量电桥的基本特性 (18)5.4 测量电桥的连接与测量灵敏度 (19)6. 电阻应变仪 (25)6.1 静态电阻应变仪 (25)6.2 测量通道的切换 (27)6.3 公共补偿接线方法 (28)7. 应变-应力换算关系 (29)7.1 单向应力状态 (29)7.2 已知主应力方向的二向应力状态 (30)7.3 未知主应力方向的二向应力状态 (30)8. 测量电桥的应用 (32)8.1 拉压应变的测定 (32)8.2 弯曲应变的测定 (35)8.3 弯曲切应力的测定 (36)8.4 扭转切应力的测定 (37)8.5 内力分量的测定 (38)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变,再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态,从而对构件进行应力分析。
电阻应变片(简称应变片)测量应变的大致过程如下:将应变片粘贴或安装在被测构件表面,然后接入测量电路(电桥或电位计式线路),随着构件受力变形,应变片的敏感栅也随之变形,致使其电阻值发生变化,此电阻值的变化与构件表面应变成比例,测量电路输出应变片电阻变化产生的信号,经放大电路放大后,由指示仪表或记录仪器指示或记录。
目录电阻应变测量原理及方法 (2)1. 概述 (2)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2)2.1 电阻应变片的工作原理 (2)2.2 电阻应变片的构造 (4)2.3 电阻应变片的分类 (4)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6)3.1 电阻应变片的工作特性 (6)3.2 电阻应变片工作特性的标定 (10)4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (12)4.1 电阻应变片的选择 (12)4.2 电阻应变片的安装 (13)4.3 电阻应变片的防护 (14)5. 电阻应变片的测量电路 (14)5.1 直流电桥 (15)5.2 电桥的平衡 (17)5.3 测量电桥的基本特性 (18)5.4 测量电桥的连接与测量灵敏度 (19)6. 电阻应变仪 (24)6.1 静态电阻应变仪 (24)6.2 测量通道的切换 (26)6.3 公共补偿接线方法 (27)7. 应变-应力换算关系 (28)7.1 单向应力状态 (28)7.2 已知主应力方向的二向应力状态 (29)7.3 未知主应力方向的二向应力状态 (29)8. 测量电桥的应用 (31)8.1 拉压应变的测定 (31)8.2 弯曲应变的测定 (34)8.3 弯曲切应力的测定 (35)8.4 扭转切应力的测定 (36)8.5 内力分量的测定 (37)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变,再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态,从而对构件进行应力分析。
电阻应变片(简称应变片)测量应变的大致过程如下:将应变片粘贴或安装在被测构件表面,然后接入测量电路(电桥或电位计式线路),随着构件受力变形,应变片的敏感栅也随之变形,致使其电阻值发生变化,此电阻值的变化与构件表面应变成比例,测量电路输出应变片电阻变化产生的信号,经放大电路放大后,由指示仪表或记录仪器指示或记录。
电阻应变计测量技术09工设苏聪(0901********)实验应力分析,是用实验分析方法确定构件在受力情况下的应力状态的学科。
它既可用于研究固体力学的基本规律,为发展新理论提供依据,又是提高工程设计质量,进行失效分析的重要手段,已有多种实验方法。
其中,又以电阻应变计测量技术最为普遍。
电阻应变计是一种能将构件上的尺寸变化转换成电阻变化的变换器,一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层构成。
将它安装在构件表面。
构件受载荷作用后,表面产生微小变形,敏感栅随之变形,致使应变计产生电阻变化,其变化率和应变计所在处构件的应变成正比。
测出电阻变化,即可按公式算出该处构件表面的应变,并算出相应的应力。
依敏感栅材料不同,电阻应变计分金属电阻应变计和半导体应变计两大类。
另外还有薄膜应变计、压电场效应应变计和各种不同用途的应变计,如温度自补偿应变计、大应变计、应力计、测量残余应力的应变化等。
电阻应变计测量技术的优点是:①测量精度和灵敏度高;②频率响应好,可测量从静态到数十万赫的动态应变;③测量数值范围广;④易于实现测量的数字化、自动化和无线电遥测;⑤可在高温、低温、高压液下、高速旋转、强磁场和核辐射等环境进行测量;⑥可制成各种传感器,测量力、压力、位移、加速度等物理量,在工业过程和科学实验中用作控制或监视的敏感元件。
电阻应变计的主要缺点是:①一个应变计只能测定构件表面一点在某个方向的应变;②只能测得栅长范围内的平均应变。
测量原理电阻应变测量系统由电阻应变计、电阻应变仪和记录器三部分组成,其工作过程如下:电阻应变计可按下式将构件的应变转换为单位电阻变化:,式中为初始电阻;为该电阻的变化;为轴线方向的应变;为灵敏系数。
电阻应变仪采用电桥或电位差计的测量线路,将电阻应变计的电阻变化转换为电压(或电流)的变化,并经放大后输出。
一般应变测量技术应变测量技术可分为静态应变测量和动态应变测量两类:静态应变测量工作过程如下:应用电阻应变计测量常温下的静态应变时,可达到较高的灵敏度和精度,其最小应变读数为1微应变,一般精度为1%~2%,应变测量范围从1微应变到2万微应变,特殊的大应变电阻应变计可测到结果为20%的应变值。