电阻应变量测仪器.

电阻应变仪一．用途电阻应变仪是用来测量构件或机械零件变形（线变形）的仪器。

这种仪器具有灵敏度高、体积小、便于远距离测量等优点。

它是电测法的主要仪器，对于验证设计理论、检验工程质量，以及决定正确的设计方案，都简便可靠。

因此它被广泛地应用于各类工程的应力分析实验中。

二．基本原理电阻应变仪主要由电阻应变片和应变仪两部分组成。

其工作原理是，把非电量的变形变化转变为电量的变化，即利用贴在构件上的电阻应变片随同构件一起变形引起电阻的改变，通过电子仪器测量此电阻的改变量，就可以求得构件所贴部位的应变。

1．电阻应变片电阻应变片由直径为0.02~0.05mm的康铜丝或镍铬丝制成的。

为使合金丝在标距内获得较大的工作长度，通常将合金丝绕成栅型。

合金丝的两边贴以绝缘薄纸，以免与试件直接接触。

两端用直径为0.1~0.2mm 的铜丝引出，L为标距，通常为1~100mm。

一般电阻应变片的电阻值为120Ω。

使用时，用特制的胶水将电阻片贴在试件的欲测部位，当试件受力在该处沿电阻丝方向发生线变形时，电阻丝也随着一起变形（伸长或缩短），因而使电阻丝的电阻发生改变（增大或缩小）。

从物理学可知，长度为，直径为的金属电阻丝，其电阻值为若使金属电阻丝产生拉伸（或压缩）变形，则金属丝的长度、横截面积和电阻率都将变化，金属丝电阻值的相应变化量由下式求得其中又有，所以将等式两边除以得实验证明，在金属丝弹性范围内，是一常数，故令（称为灵敏系数）于是，我们得到式中K称为电阻应变片的灵敏系数，它的数值与电阻丝的材料及绕线方式有关，一般K值在2.0左右。

2．温度变化对应变片的影响和温度补偿片粘贴在测点上的应变片，若周围环境温度变化时，其电阻值也将产生改变，原因有二：（1）敏感栅电阻值随温度而改变温度时，敏感栅的电阻值为——温度在零度是敏感栅的电阻值——敏感栅的电阻温度系数当温度改变为时，应变片的阻值将改变（2）应变片线膨胀系数和测点材料线膨胀系数不同使应变片电阻变化当温度改变为时，应变片敏感栅的长度变化：测点材料的长度变化：长度变化的差值：因为，，所以因此，实验过程中如果温度变化，则应变片电阻的变化量为在常温应变测量中，常利用电桥原理，采用温度补偿片来消除温度变化的影响。

3 电阻应变仪 1．电阻应变仪的组成电阻应变仪是把电阻应变量测系统中放大与指示（记录、显示）部分组合在一起的量测仪器，主要由振荡器、量测电路、放大器、相敏检波器和电源等部分组成，把应变计输出的信号进行转换、放大、检波以及指示或记录。

2．电阻应变仪的原理电阻应变仪的测量原理是通过惠斯登电桥 ，将微小电阻变化转变为电压或电流变化，惠斯登电桥是由4个电阻1R 、2R 、3R 和4R 组成，如图所示，4个电阻构成电桥的4个桥臂。

根据电工学原理，在电桥的B 、D 端输出电压为BD U 与电桥的A 、C 端的输入电压AC U 的关系为：()()42314231R R R R R R R R U U ACBD ++-= （ 8）当4个电桥的电阻满足式3.2.9时，电桥的输出电压为零。

这种状态称为平衡状态。

3421R R R R = （ 9） 假设初始状态为平衡状态，受力后桥臂电阻分别有微小的电阻增量1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆，这时电桥输出电压的增量BD U ∆为BD U ∆＝AC U R R R R R R R R R R R R R R R R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆-∆++∆-∆+））（（）（443324343221122121() （ 10） 图 6 惠斯登电桥R 1R 2R 4R 3BACB U ACU4．测量电路根据桥臂上受试验对象的应变变化而改变的电阻应变片（工作应变片）的数量，测量方式主要有：全桥电路、半桥电路和1/4桥电路。

（1）全桥电路全桥电路就是在量测桥的四个桥臂上全部接入工作应变片，其中相邻臂上的工作片兼作温度补偿片，现假定选取的四个桥臂应变片的阻值都相等（全等臂电桥），即1R ＝2R ＝3R ＝4R ＝R ，且每个应变片的灵敏系数K 也相同，则上式变为：BD U ∆＝）（44332211ΔΔΔΔ4R R R R R R R R U AC -+-＝)(4K 4321εεεε-+-AC U （ 11） （2）半桥电路半桥电路是由两个工作片和两个固定电阻组成，则BD U ∆＝）（22114R R R R U AC ∆-∆＝)(4K 21εε-AC U （ 12） （3）1/4桥电路1/4桥电路常用于量测应力场里的单个应变，即只有1R 变化，而2R 、3R 和4R 不变化，则BD U ∆＝4AC U 11R R ∆＝14K εAC U （ 13） 5．多点测量线路进行实际测量时，一个测点显然是不可取的，因而要求应变仪具有多个测量桥，这样就可以进行多测点的测量工作。

实验静态电阻应变仪的使用与桥路连接一、实验目的1．掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。

2．熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。

二、试验设备及仪器1．等强度梁2．静态电阻应变仪3．数字万用表、游表卡尺三、实验原理L等强度梁的应力等强度梁如图3—1所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tgah——等强度梁截面高度；在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值‘，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值实与理论应力值dg加以比较分析。

四、电阻应变法电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。

1，电阻应变片电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状，并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图2—1所示。

栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。

实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变片。

当该部位沿应变片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。

其中R——应变片的初始电阻值；ΔR——应变片电阻变化值；K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。

由制造厂家抽样标定给出的，一般K值在2．0左右。

2．电阻应变仪由电阻应变片将构件应变‘转换成电阻片的电阻变化AR，而应变片所产生的电阻变化是很微小的。

通常用惠斯顿电桥方法来测量，如图3—2所示。

电阻构成电桥的四个桥壁。

在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。

当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。

由电工原理可知，电桥的平衡条件为(3-4)若电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，即R1,R2,R3和R4构件受力前，电桥保持平衡，即U BD。

静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告一、实验目的1. 理解静态电阻应变测量原理及仪器使用方法；2. 掌握桥路实验仪器的连接方法；3. 学习仪器的使用细节。

二、实验原理静态电阻应变仪是一种常用的测量应变的仪器，其原理是测量材料的电阻变化来计算应变量。

具体操作步骤如下：1. 将测量材料粘贴于应变测试器表面，并确定测量方向；2. 将测量电路接入桥路实验仪中；3. 通过按键选择和标定，调节应变测试器的灵敏度；4. 正确设置电阻箱中电阻的值，以获得准确的电路平衡状态；5. 读取应变量。

三、实验步骤1. 将应变测试器粘贴于试验板的表面，确定测量的方向。

2. 将桥路实验仪的电源线接入电源插座，开启实验仪，并设置好前置增益。

3. 按照实验仪器使用手册的要求连接电路，连接电阻箱，根据实验需要开启并操作预置按键。

4. 通过调节电阻箱的取值，确定电路平衡。

5. 观察实验仪器屏幕上的电压值，并记录数值。

6. 反复进行多次实验，并取平均值。

四、实验结果本次实验采用的是标准金属材料进行测试，实验结果如下：被试材料 | 应变值:------:|:------:铜板 | 0.00006铝板 | 0.00008铁板 | 0.00014五、实验中需要注意的问题1. 测量材料的粘贴位置需要准确，保证测量的准确性。

2. 操作前需要检查所有连接线路是否连接牢固。

3. 操作时要注意安全，避免触碰到裸露电线。

4. 实验后注意取消电源插头连接，并断开电路线。

本实验是静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验，通过实验可以清楚的了解测量静电阻应变原理、桥路实验仪器的连接方法和使用过程，同时还可以熟悉操作技巧和注意事项，是非常实用和有意义的实验。

动态电阻应变仪仪器概述动态电阻应变仪是一种用于测量材料动态应变特性的仪器，主要应用于材料动态力学性能测试、材料高速碰撞试验、爆炸冲击试验等领域。

该仪器利用负载电阻和微弱电压的变化来测量材料的应变特性和变形速率。

工作原理动态电阻应变仪的工作原理是利用材料在受到外力作用时发生的应变使其电阻发生变化。

仪器的测试电路包括电流源、负载电阻、标准电阻和电压输入模块。

当电流通过测试物体时，其电阻随着受力的大小和方向发生变化，可以通过电压输入模块感测到电阻的变化，从而得到受力和应变的关系。

仪器特点动态电阻应变仪具有以下特点：1.高灵敏度：该仪器所采用的负载电阻和标准电阻均具有高灵敏度，可以精确测量材料的微小变化。

2.宽测试范围：该仪器可测试多种材料的动态应变特性，与材料的硬度、密度、形状等因素无关。

3.高精度：该仪器具有高精度、高分辨率的特点，可测量微弱应变信号。

4.易操作：该仪器操作简单，易于掌握，方便实用。

应用领域由于动态电阻应变仪可以对材料动态应变特性进行精确测量，因此在材料科学和工程领域有着广泛的应用。

主要应用于以下领域：1.材料的高速碰撞试验：在汽车和船舶设计中，需要对部件在高速碰撞时的应力和变形进行测试，动态电阻应变仪可以精确测量碰撞时的应变和变形速率。

2.爆炸冲击试验：在军事和民用领域，需要对材料在爆炸冲击下的变形和破坏行为进行测试，动态电阻应变仪可对这些变化进行精确的记录和分析。

3.动态力学性能测试：在材料科学和工程领域，需要对材料的动态力学特性进行测试，例如材料的弹性模量、泊松比、动态损伤特征等。

总结动态电阻应变仪是一种精密测量材料动态应变特性的仪器，在材料科学和工程领域有着广泛的应用。

其高灵敏度、宽测试范围、高精度和易于操作的特点，使其成为材料科学和工程领域不可或缺的测试仪器之一。

YJ-4501A静态数字电阻应变仪使用说明书上海疆海工贸有限公司南京航空航天大学监制一． 概述电阻应变仪是实验应力分析中电测法所必需的测试仪器。

随着科学技术不断发展，测试仪器也在日新月异地发展。

我们集多年应变电测技术的实践工作经验，并总结了电测实验教学、力学实验教学以及科研、生产、现场测试等实践工作中的经验，研究开发了适用于现代教学、科研、生产及应变测试的新一代的测试仪器——YJ-4501A 静态数字电阻应变仪。

YJ-4501A 静态数字电阻应变仪采用直流电桥、低漂移高精度放大器、大规模集成电路、A/D 转换器及微计算机技术并带有RS-232接口。

具有4 1/ 2 位数字显示，测量简便精度高、准确可靠稳定性好、易于组成测试网络、便于维修等优点。

本机带有12个通道，并可扩展测量通道。

YJ-4501A 静态数字电阻应变仪适用于航空航天、机械制造、土木建筑、水力发电、机车车辆、铁路运输、汽车结构、矿井设备、船舶、桥梁等研究、制造机构中的应变测试。

如配接相应的传感器，可测量重力、压力、扭矩、位移、温度等物理量。

二．主要技术指标1． 应变测量范围 0~±19999με2． 分辨率 1με/ 每个字3． 测量精度 小于测量值±（0.2%±2个字）4． 稳定性 ±2με/H5． 灵敏系数 1.8~2.56． 电阻平衡范围 0.6Ω7． 电桥电压 直流2V8． 测量通道 12个通道9． 电源电压 交流220V 50HZ10．外形尺寸 370×250×9011．重量 3 KG三．基本工作原理YJ-4501A 静态数字电阻应变仪的基本原理方框图如图1所示：应变测量时，欲测试件或构件表面某点的相对变化量ΔL/L 即应变ε，将阻值为R 的电阻应变片粘贴在试件或构件被测处，当试件或构件受外力作用产生变形时，应变片将随之产生相应的变形，根据金属丝的应变-电阻效应，应变片阻值发生变化，在一定范围内，应变片电阻的相对变化量ΔR/ R 与试件或构件的相对变化量成线性关系，即εK LL K R R =Δ=Δ （1） 式中K 称为应变片的灵敏系数。

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。

它的原理是利用电阻的变化来测量物体的应变。

当物体受到外力作用时，它会发生形变，这种形变会导致物体内部的电阻发生变化。

电阻应变仪就是利用这种变化来测量物体的应变。

电阻应变仪的基本原理是电阻的变化与应变成正比。

当物体受到外力作用时，它会发生形变，这种形变会导致物体内部的电阻发生变化。

电阻的变化量与应变成正比，即电阻的变化量与物体的应变成正比。

因此，通过测量电阻的变化量，就可以得到物体的应变。

电阻应变仪的工作原理是利用电桥原理。

电桥是一种用于测量电阻的仪器，它由四个电阻组成，其中两个电阻是已知的，另外两个电阻是待测的。

当电桥平衡时，电桥两端的电压为零。

当待测电阻发生变化时，电桥就会失去平衡，电桥两端就会产生电压。

通过测量电桥两端的电压，就可以得到待测电阻的变化量。

电阻应变仪利用电桥原理来测量物体的应变。

它由一个电阻应变片和一个电桥组成。

电阻应变片是一种特殊的电阻，它的电阻值会随着物体的应变而发生变化。

电桥的两个电阻是已知的，另外两个电阻是电阻应变片和待测物体的电阻。

当电桥平衡时，电桥两端的电压为零。

当待测物体发生应变时，电阻应变片的电阻值就会发生变化，电桥就会失去平衡，电桥两端就会产生电压。

通过测量电桥两端的电压，就可以得到待测物体的应变。

电阻应变仪是一种用于测量物体应变的仪器，它的原理是利用电阻的变化来测量物体的应变。

电阻应变仪利用电桥原理来测量物体的应变，它由一个电阻应变片和一个电桥组成。

当待测物体发生应变时，电桥就会失去平衡，电桥两端就会产生电压。

通过测量电桥两端的电压，就可以得到待测物体的应变。