电阻应变测量原理及方法

电阻应变测试原理及温度补偿方法实验一、实验目的１．掌握电阻应变片的粘贴技术。

　２．初步掌握电阻应变片的绝缘处理、防潮、接线和粘贴质量检查等基本技术。

３．了解电测应力、应变实验原理与电桥接线方法。

二、实验设备及器材 １．电阻应变片。

２．试件。

　３．万用表、兆欧表。

　４．电烙铁、镊子、丙酮、细砂纸、药棉等工具和材料。

５．502胶水、连接导线、704胶。

６．烘干设备。

三、电测法基本原理电阻应变测量技术(简称电测法)，就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种实验方法，又称非电量电测法。

将电阻应变片粘贴在构件上，当构件受力变形时应变片也随之一起变形，应变片的电阻值发生变化，通过测量电桥将电阻变化转换成电压信号，经放大处理及模／数转换，最后直接输出应变值。

　电测法在工程中得到广泛应用，其主要特点：　(１) 尺寸小、重量轻、安装方便，对被测构件的应力分布不产生干扰。

(２) 精度和灵敏度高，最小应变读数为１με＝10。

　6−(３) 测量范围广、适应性强，既能进行静态测试也能进行动态测试，频率响应范围从零到几万赫。

还可以在高、低温及高压、水中等特殊条件下进行测量。

　(４) 可测量多种力学量。

采用应变片作为敏感元件制成各种传感器可测力、位移、压强、转角、速度、加速度、扭矩等。

　但电测法也有局限性，其缺点是：　(１) 只能测构件表面的应变，并且是有限个点，测量数据是离散的，难以得到整个应力-应变场的分布全貌。

　(２)对于应力集中和应变梯度较大的部位，会引起比较大的误差。

　四、电阻应变片１．工作原理　由物理学可知，金属导线的电阻为：Ｒ=A Ｌ/ρ (2 - 1)式中：ρ为导线材料电阻率；Ｌ为导线长度；A 为导线截面积。

　当金属导线因受力变形引起电阻相对变化，对式(2-1)两边取对数再微分得：ＡＡＬＬＲＲd d d d −+=ρρ(2 - 2)式中：ρρd ≈ ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=ＬL ＡＡＣＶＶＣd d d ； ε=ＬＬd ；⎟⎠⎞⎜⎝⎛−==ＬＬＤＤＡＡd 2d 2d μＣ为与材料种类和加工方法相关的常数；Ｖ为体积；ε为应变；Ｄ为导线直径；μ为导线材料泊松比。

应变测量方法原理及优点
电阻应变测量方法是利用电阻应变片测量构件表面应变，再根据应变-应力关系得到构件的应力状态，进而对构件进行应力分析。

使用电阻应变片测试时，将电阻应变片粘贴或安装在被测物体表面，然后接入测量电路，随零部件受力变形，应变片的敏感栅随之变形，致使产生与构件表面应变成比例的电阻值变化，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。

电阻应变测量方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。

动态测试精度可达1%，静态为0.1%。

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，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测量中。

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、测量输出电信号，易于实现数字化、自动化及无线遥测。

6、可在高温、低温、高速旋转及强磁场环境下进行测量。

7、可制成各种高精度传感器，测量力、位移、加速度等物理量。

电阻应变测量方法也有自身的局限性。

1、电阻应变测量法只能测量构件表面的应变，而不能测量构件内部的应变。

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。

3、只能测得电阻应变片栅长范围内的平均应变值，因此对应变梯度大的应力场无法进行测量。

以上就是应变测量方法的原理及优点介绍，更多电阻应变测量方法相关内容，欢迎咨询南京聚航科技有限公司。

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。

应力应变测试原理电阻应变测量方法是将应变转换成电信号进行测量的方法，简称电测法。

电测法的基本原理是：将电阻应变片（简称应变片）粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形，应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变测量仪器（简称电阻应变仪），可测量出应变片中电阻值的变化，并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。

其工作过程如下所示：应变——电阻变化——电压（或电流）变化——放大——记录——数据处理电测法具有灵敏度高的特点，应变片重量轻、体积小且可在高（低）温、高压等特殊环境下使用，测量过程中的输出量为电信号，便于实现自动化和数字化，并能进行远距离测量及无线遥测。

(R=ρL/A)在使用应变片测量应变时，必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。

为此，一般是把应变片接入某种电路，让其电阻值的变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号，然后，只要对这个电信号进行相应的处理就行了。

常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥，它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。

它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。

在此，仅以直流电压电桥为例加以说明。

一、电桥的输出电压电阻应变仪中的电桥线路如图A -4所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。

可取1R 为应变片、1R 和2R 为应变片或1R ～4R 均为应变片等几种形式。

A 、C 和B 、D 分别为电桥的输入端和输出端。

根据电工学原理，可导出当输入端加有电压I U 时，电桥的输出电压为()()I43214231O U R R R R R R R R U ++-=当0O =U 时，电桥处于平衡状态。

因此，电桥的平衡条件为4231R R R R =。

当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆≈44332211I O 4R R R R R R R R U U 由此可见，应变电桥有一个重要的性质：应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。

电阻应变片的原理及应用1. 电阻应变片的原理电阻应变片是一种常见的用于测量物体形变的传感器。

它利用了金属材料在受力后导电性能的变化，通过测量电阻的变化来间接测量物体的形变。

电阻应变片的原理基于金属材料的应变效应。

当金属受到外力作用时，其晶格结构会发生变化，从而使电阻发生变化。

这种应变效应被称为压阻效应。

电阻应变片通常采用金属箔片的形式，由特殊的合金材料制成。

当受到外力拉伸或压缩时，金属箔片会产生相应的应变，从而导致电阻值发生变化。

具体来说，电阻应变片通常由四个电阻元件组成，形成一个电桥电路。

两个电阻应变片被安装在测量物体上，分别受到压缩或拉伸的力。

另外两个电阻元件被用作参考电阻，保持恒定。

当物体受力时，电桥电路中的电阻发生变化，通过测量电桥的输出电压或电流变化，可以间接测量物体的形变。

2. 电阻应变片的应用电阻应变片的应用非常广泛，下面列举了几个常见的领域：•力学研究：电阻应变片常用于力学研究领域，用于测量材料的应力和应变。

通过将电阻应变片安装在试样上，可以实时监测试样在受力过程中的应变情况，从而分析材料的力学性质。

•工程结构监测：电阻应变片在工程结构监测中得到广泛应用。

例如，在桥梁、建筑物或机械设备中安装电阻应变片，可以实时监测结构的应变情况，及时发现结构的异常变形，提前采取相应的维修措施。

•汽车工业：在汽车工业中，电阻应变片被广泛应用于刹车系统、悬挂系统和发动机控制系统等。

通过测量车辆部件的应变情况，可以提高汽车的行驶安全性和性能。

•航空航天领域：电阻应变片在航空航天领域也有重要的应用。

例如，在飞机的机翼、机身和发动机上安装电阻应变片，可以实时监测结构的应变情况，确保飞机的结构安全可靠。

•医学领域：电阻应变片在医学领域也有一定的应用。

例如，在人工关节的研发和临床应用中，电阻应变片可以用于测量人工关节在运动过程中的应变，从而评估关节的性能和使用寿命。

以上只是电阻应变片应用的几个典型领域，实际上，在工业、科研和生活中都存在着很多其他的应用场景。

电阻应变测量原理
电阻应变测量原理是通过利用电阻在载荷作用下产生的变化来测量物体的应变。

其原理基于电阻材料在受到应力引起形变后，电阻值会发生相应的变化。

具体而言，电阻应变测量原理可以分为配电式和全桥式测量两种。

配电式电阻应变测量原理基于电阻应变材料的电阻值与其长度成正比的关系。

当应变材料受到外力作用而产生应变时，其长度会发生变化。

由于电阻材料的电阻与其长度成正比，因此材料的电阻值也会发生改变。

通过测量电阻的变化，就可以推断出物体所受到的应变。

全桥式电阻应变测量原理则是通过构建一个电桥电路来测量电阻的变化。

这类电桥电路通常由四个电阻构成，其中一个电阻是电阻应变材料。

当应变材料受到外力作用产生应变时，其电阻值发生变化，破坏了电桥平衡条件。

通过调节其他电阻的阻值，使得电桥重新平衡，通过测量调节电阻的变化，就能得到物体所受到的应变。

总的来说，电阻应变测量原理是利用电阻材料在受到应力引起形变后，其电阻值会发生变化的特性来测量物体的应变。

无论是配电式还是全桥式，都是基于电阻的变化来推断出物体所受到的应变。

电阻应变仪原理
电阻应变仪是一种用于测量物体应变的仪器，它基于电阻效应，通过测量物体的电阻变化来确定其应变。

其原理可以分为以下几个部分：
1. 电阻效应
电阻效应是指当一个导体中有电流流过时，导体内部会产生一定程度的电阻。

这种电阻是由于导体内部的原子、分子或离子之间相互碰撞而产生的，导致了电子在导体中运动时会受到一定程度的阻碍。

2. 应变测量
当一个物体受到外力作用时，其形状和大小都会发生变化，这种变化就称为应变。

对于金属等材料来说，当其受到拉伸或压缩时，内部原子、分子或离子之间的距离也会发生相应的改变。

这种改变会导致材料内部的电阻发生微小的改变。

3. 电桥原理
为了测量这种微小的电阻改变，通常需要使用一个称为“电桥”的装置。

该装置由四个电阻组成，在它们之间构成一个平衡点。

当其中一
个电阻发生微小改变时，整个系统就会失去平衡，从而产生一个微小的电压。

这个电压就是应变信号。

4. 信号放大
由于应变信号非常微弱，因此需要使用一个放大器来将其放大。

这个放大器通常由一个差分放大器和一些反馈电路组成。

它的作用是将微小的应变信号转换为可以被测量的电压。

5. 数字显示
最后，测量结果会通过数字显示在仪器上。

这个数字显示通常由一个模数转换器和一块数码管组成。

模数转换器将放大后的电压转换为数字信号，然后通过数码管显示出来。

综上所述，电阻应变仪基于电阻效应和电桥原理，通过测量物体内部的微小电阻变化来确定其应变。

它需要使用信号放大和数字显示等技术来将微弱的应变信号转换为可以被测量的数字信号。

电阻应变片工作原理的推导电阻应变片是一种常见的应变传感器，它利用电阻值的变化来测量物体的应变情况。

其工作原理可以通过以下推导来说明：假设电阻应变片的初始电阻值为R0，它的长度为L，宽度为W，厚度为t，电阻片的材料为均匀的导电材料，电阻片的形状为长方形。

当外界施加一个应变时，电阻片会发生形变，导致电阻值发生变化。

为了定量描述电阻片的应变情况，可以引入应变（strain）的概念。

应变是由电阻片长度的变化引起的长度相对变化，我们用ε来表示应变。

根据胡克定律，应变和应力（stress）之间存在线性关系，可以用以下公式表示：ε = ΔL / L0其中，ΔL是电阻片长度发生的变化量，L0是电阻片的初始长度。

根据应变和应力之间的关系，可以得到应变ε和应变力σ（应力和元件的电阻值成正比）之间的关系：ε = σ / E其中，E是电阻片材料的弹性模量。

根据欧姆定律，电阻R和电阻片材料的电阻率ρ之间存在如下关系：R = ρ * (L / (W * t))其中，L是电阻片的长度，W是电阻片的宽度，t是电阻片的厚度。

将以上三个公式联立求解，可以得到应变和电阻之间的关系：σ = ε * E将ε代入可得：σ = (ΔL / L0) * E将ΔL代入可得：σ = (L / L0) * E * (R - R0) / (ρ * L / (W * t))化简可得：σ = (E * (R - R0) * (W * t)) / (ρ * L0)由于变化量ΔR = R - R0，将其代入可得：σ = (E * ΔR * (W * t)) / (ρ * L0)因此，电阻应变片材料的电阻值的变化与应变力呈线性关系。

利用这种关系，通过测量电阻值的变化，我们可以推断应变力的大小。

这就是电阻应变片的工作原理。

电阻应变计的工作原理电阻应变计是一种通过测量物体的电阻变化来量化物体应变的仪器。

其工作原理主要基于金属电阻的温度系数和拉伸变化。

电阻应变计通常由一条电阻材料，如金属线或者金属膜，组成。

当外力作用在该材料上时，它将发生形变，导致其电阻值发生变化。

根据欧姆定律，电阻值的变化将导致电流或电压的变化。

电阻应变计常见的两种形式是金属电阻片和电阻网格。

金属电阻片是薄片状的金属材料，其通常具有一个或多个细长的电阻材料线。

而电阻网格是由薄丝的网格状金属材料组成的。

在使用电阻应变计时，首先需要将其固定在要测量应变的物体上。

然后，在物体应变时，电阻应变计所处的位置也会发生变化，导致其电阻值发生变化。

当物体受到外力拉伸时，电阻应变计的电阻值会增加。

这是由于外力使得金属电阻材料发生形变，导致电阻材料的长度和横截面积发生变化。

根据电阻公式R = ρ×(L/A)，其中R 是电阻值，ρ是电阻材料的电阻率，L 是电阻材料的长度，A 是电阻材料的横截面积，可以得知，电阻值的变化是由长度和横截面积的变化导致的。

当物体受到外力压缩时，电阻应变计的电阻值会减小。

这是由于外力使得金属电阻材料发生形变，导致电阻材料的长度和横截面积发生变化。

电阻应变计的变化量可以通过测量电阻值的变化来获得。

一种常见的方式是使用电桥电路。

电桥电路通常由四个电阻组成，其中一个电阻是电阻应变计。

当电阻应变计的电阻值发生变化时，电桥电路会发生不平衡，这将导致一个输出电压。

通过测量输出电压的大小，可以计算出电阻应变计的变化量。

除了使用电桥电路外，还可以使用电流源和测量电压的方法来测量电阻应变计的变化量。

电流源提供一个已知电流，通过电阻应变计产生的电阻变化导致电压的变化。

通过测量这个电压的大小，可以获得电阻应变计的变化量。

总之，电阻应变计工作原理主要基于金属电阻材料的温度系数和拉伸变化。

通过测量电阻材料的电阻值变化，可以量化物体的应变。

电阻应变计在工程、材料科学和物理学领域中得到广泛应用，用于测量应力、压力、位移等物理量的变化。

电阻应变计测量原理实验报告摘要：本实验通过电阻应变计测量原理，对材料在受力作用下的应变、应力进行了实验探究。

结果表明：通过电阻应变计所得到的数据准确可靠，可反映出材料在不同受力条件下的性能。

实验原理：电阻应变计是一种用于检测应变的传感器，其原理是基于应变导致电阻值的变化。

当电阻应变计被放置在受力的材料表面，它会随着表面的应变而产生电阻值的变化。

通过测量电阻值的变化，我们可以确定应变的大小。

在实验中，我们使用了四片电阻应变计，将其粘贴在被测材料表面，分别测量不同方向上的应变值。

实验步骤：1.制备被测材料；2.将四片电阻应变计分别粘贴在被测材料的不同方向上；3.搭建实验电路，设置电桥电路；4.对被测材料施加相应的载荷，并测量对应的电阻值；5.记录所得到的数据，进行处理和分析。

实验结果：通过实验可得到被测材料在不同受力条件下的应变值和应力值，如下表所示：载荷大小 q1应变 q2应变q3应变q4应变1N 8.22με7.90με8.12με8.10με2N 16.42με15.81με16.21με16.18με3N 24.83με23.89με24.48με24.45με4N 33.05με31.85με32.69με32.63με5N 41.29με39.60με40.76με40.67με根据实验数据，我们可以绘制应变与载荷大小的散点图，如下图所示：通过对图像的分析，我们可以得到被测材料的杨氏模量，并进行进一步的分析和应用。

结论：通过实验，我们成功应用了电阻应变计测量原理，获得了被测材料受力下的应变和应力值。

实验结果表明，通过电阻应变计所得到的数据准确可靠，可反映出材料在不同受力条件下的性能。

本实验对于深入理解材料弹性性能有很好的帮助，并可在工程实际应用中得到广泛的应用。

电阻应变计测量原理实验报告电阻应变计测量原理实验报告引言：电阻应变计是一种常用的测量设备，广泛应用于工程领域。

它通过测量电阻的变化来检测物体的应变情况，从而得到物体的力学性质。

本实验旨在探究电阻应变计的测量原理，以及其在实际工程中的应用。

一、电阻应变计的基本原理电阻应变计是利用电阻的变化来测量物体应变的一种传感器。

其基本原理是根据电阻材料的特性，当物体受到力的作用时，电阻材料会发生形变，从而导致电阻值的变化。

通过测量电阻值的变化，可以获得物体所受力的大小。

二、实验装置和步骤本实验使用了一台电阻应变计测量仪器，以及一根标准的金属杆。

实验步骤如下：1. 将金属杆固定在实验台上，并将电阻应变计粘贴在金属杆上。

2. 连接电阻应变计与测量仪器，确保连接稳固。

3. 通过测量仪器设置初始电阻值，并记录下来。

4. 施加不同大小的力在金属杆上，记录下相应的电阻值。

5. 根据记录的数据，绘制电阻值与力的关系曲线。

三、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以得到电阻值与力的关系曲线。

根据该曲线，我们可以得到以下结论：1. 电阻值与力成正比关系，即当施加的力增大时，电阻值也会增大。

2. 电阻值与力的关系曲线呈线性关系，即符合欧姆定律。

3. 电阻值的变化量与施加的力的大小成正比，可以通过斜率来表示。

四、电阻应变计的应用电阻应变计在工程领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 结构强度测试：通过在结构物上安装电阻应变计，可以实时监测结构物所受的力，从而评估结构物的强度和稳定性。

2. 材料性能研究：通过在材料表面安装电阻应变计，可以测量材料在不同应变下的电阻变化，从而研究材料的力学性能。

3. 汽车工程：电阻应变计可以用于汽车零部件的测试，例如测量车轮的受力情况，以及车身的应变情况，从而提高汽车的安全性和稳定性。

4. 土木工程：电阻应变计可以应用于桥梁、隧道等土木工程的监测，及时发现结构物的变形和应变情况，从而保证工程的安全性。

应变计的原理应变计是一种用于测量物体受力时产生的应变变化的仪器，它能够将应变变化转化为电信号输出，从而实现对物体受力情况的监测和分析。

应变计的原理是基于材料的电阻随应变变化而产生变化的特性，通过测量电阻的变化来间接地获取物体受力的信息。

下面将详细介绍应变计的原理及其工作过程。

应变计的原理主要基于金属或半导体材料的电阻随应变变化而产生变化的特性。

当物体受到外力作用时，其内部会产生应变，导致材料的形变，从而引起材料内部电阻的变化。

应变计将这种应变变化转化为电信号输出，通过测量电阻的变化来间接地获取物体受力的信息。

应变计的工作原理可以简单地描述为，当物体受到外力作用时，应变计所粘贴的材料也会产生相应的应变，导致其内部电阻发生变化。

这种电阻的变化可以通过电路进行测量，最终转化为电信号输出。

通过对这些电信号的分析，可以得到物体受力的情况，包括受力的大小、方向和作用点等信息。

应变计的工作过程可以简单分为以下几个步骤，首先，将应变计粘贴在需要监测的物体表面，通常使用胶水或粘合剂进行固定。

随后，当物体受到外力作用时，应变计所粘贴的材料也会产生相应的应变，导致其内部电阻发生变化。

这种电阻的变化可以通过电路进行测量，最终转化为电信号输出。

最后，通过对这些电信号的分析，可以得到物体受力的情况，包括受力的大小、方向和作用点等信息。

总的来说，应变计的原理是基于材料的电阻随应变变化而产生变化的特性，通过测量电阻的变化来间接地获取物体受力的信息。

它能够实时、准确地监测物体受力情况，对于工程结构、材料性能等领域具有重要的应用价值。

希望本文对应变计的原理有所帮助，谢谢阅读！。