第六章应变片测试技术.

应变测试方法电阻应变测试1.电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应力—应变关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。

用电阻应变片测量应变的过程：2.分类：（1）静态测量：对永远恒定的载荷或短时间稳定的载荷的测量。

（2）动态测量：对载荷在2～1200HZ范围内变化的测量。

3.电阻应变测量方法的优点（1）测量灵敏度和精度高。

其最小应变读数为1με（微应变，1με=10-6 ε）在常温测量时精度可达1~2%。

（2）测量范围广。

可测1με~20000με。

（3）频率响应好。

可以测量从静态到数十万赫的动态应变。

（4）应变片尺寸小，重量轻。

最小的应变片栅长可短到0.178毫米，安装方便，不会影响构件的应力状态。

（5）测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。

（6）可在各种复杂环境下测量。

如高、低温、高速旋转、强磁场等环境测量。

4.电阻应变测量方法的缺点（1）只能测量构件的表面应变，而不能测构件的内部应变。

（2）一个应变片只能测构件表面一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。

电阻应变片1.电阻应变片的工作原理由物理学可知：金属导线的电阻率为当金属导线沿其轴线方向受力变形时（伸长或缩短），电阻值会随之发生变化（增大或减小），这种现象就称为电阻应变效应。

将上式取对数并微分，得：2.电阻应变片的构造电阻应变片由敏感栅、引线、基底、盖层、粘结剂组成。

其构造如图所示L R=A ρdR d dL dA R L A ρρ=+-dR d (12)R ρμερ=++3.电阻应变片的分类电阻应变片按敏感栅材料不同可分为金属电阻应变片和半导体应变片。

其中金属电阻应变片分为：(1)丝绕式应变片:敏感栅是用直径为0.01~0.05毫米的铜镍合金或镍铬绕制而成。

优点：基底、盖层均为纸做成，价格便宜，易安装。

缺点：其横向效应大，测量精度较差，应变片性能分散。

(2)短接式应变片:将金属丝平行排成栅状，端部用粗丝焊接而成。

目录1.前言 (2)2．正文 (3)2.1应变测试技术概述 (3)2.1.1应变量测的原理. (3)2.1.2应变量测的方法 (3)2.1.3.应用`最广泛的电阻应变计的构造，性能及使用技术。

(3)2.1.4应变量测技术中的温度补偿技术 (6)2.1.5．应变测点的布置技术 (6)2.2应变测试技术的发展 (6)2.2.1.我国近年来应变测试技术的发展 (6)2.2.2．浅谈对应变测试技术的展望 (7)3.结束语 (8)4.参考文献 (8)应变测试技术概述及发展100607224 许嘉琳南京林业大学土木工程学院摘要：大多数的试验与检测中都要用到应变测试技术。

应变测试技术简单说来就是用应变计测出试件在一定长度范围内的长度变化，再由长度变化和应变的关系求出应变值。

电阻应变计是最主要的一种应变计，测点的选择，应变片的粘贴，以及温度补偿技术是应变计使用技术的重要组成部分。

近年来应变测试技术有了很大发展，与虚拟技术的结合将使它拥有更广阔的前景。

关键词：应变量测技术，概述内容，电阻应变计，使用技术，发展与前景。

Title: The simple present and development of strain measurementtechnologyAbstract: Most experiments and tests have to use strain measurement technology. To put itsimply, strain measurement technology is using strain gauges to measure length changes within a certain distance, and then get strain values by relationships in length changes and strain. Resistant strain gauge is the most important strain gauge. It’s using technology includes choosing measuring points, pasting strain gauges , and the temperature compensation technology. Recent years , strain measuring technology developed quickly .It will have a more broad prospect combined with the virtual technology.Key words:strain measurement technology; simple present; resistant strain gauge; using technology; development and prospect.1.前言在土木工程结构试验中,试件作为一个系统,所受到的外部作用(如力,位移,温度等)是系统的输入数据,试件的反应,如应变,应力,裂缝,位移,速度,加速度等是系统的输出数据.通过对输入与输出数据的量测,采集和分析处理,可以了解试件系统的分析特性,从而对结构的性能作出定量的评价.为了采集到准确可靠的数据,应该采用正确的量测方法,选用可靠的量测仪器设备.应变量测是结构试验量测中最重要的内容,掌握应变测试技术,了解构件的应力分布情况,特别是结构控制截面处应变的最大值及应力分布,对于建立强度计算理论或验证设计是否合理,计算方法是否正确等,都有重要的意义.2．正文2.1应变测试技术概述2.1.1应变量测的原理.结构在外力作用下,内部产生应力,不同部位的应力值是评定结构工作状态的重要指标,也是建立结构理论的重要依据.直接测定构件截面的应力值目前还没有较好的方法,一般的方法是先测定应变,而后通过应力应变的关系测定应力.应变的量测,通常是在预定的标准长度范围内,量测长度变化增量的平均值,由应变和长度的关系求得应变,这就是应变测量的原理.所以,应变的量侧实际上是量测标距和变化增量.标准长度原则上应尽量小,特别是对于应力梯度较大的结构和应力集中的测点.但对某些非均质材料组成的结构,应有适当的范围.一般要求应变计标距不小于20cm.对于钢材等均质材料，应变计标距可取小一些。

三相电表电费计算公式
三相电表电费计算公式：
单价（元）=电费总额÷总用电量；
电费总额（元）=总用电量（度）×单价（元）；
峰谷费用（元）=峰电量（度）×峰单价（元）+谷电量（度）×谷单价（元）；
总电费（元）=峰谷费用（元）+月度服务费（元）+附加费（元）+电
调节服务费（元）+电度损耗费（元）；
电度损耗费（元）=实际用电量（度）×电度损耗率（%）×单价（元）。

应变测量1. 简介应变测量是一种用于测量物体形变或变形的技术。

通过测量物体的应变，可以了解材料的力学性质、结构的变形情况等。

应变测量广泛应用于工程实践中，例如材料测试、结构分析、机械设计等领域。

本文将介绍应变测量的基本原理、常用的测量方法以及应变测量技术的应用。

2. 应变测量的原理应变是在外力或内力作用下，物体发生形变或变形时产生的相对尺寸变化。

常用的应变测量方法包括应变片法、光弹法和光栅法等。

以下将对这些方法进行简要介绍。

2.1 应变片法应变片是一种材料，其电阻随应变而变化。

通过在被测物体表面粘贴应变片，可以将物体的应变转化为电阻的变化。

测量应变片电阻变化可以得到物体的应变信息。

2.2 光弹法光弹法是一种利用光的散射特性来测量物体应变的方法。

通过在物体表面涂覆一层光敏材料，当物体受到外力或内力作用时，材料表面的散射光强度会发生变化。

通过测量光强度的变化，可以确定物体的应变情况。

2.3 光栅法光栅法是一种利用光的干涉原理来测量物体应变的方法。

通过在物体表面粘贴光栅，当物体受到应变时，光栅上的干涉条纹会发生位移。

通过测量位移的大小，可以得到物体的应变信息。

3. 常见的应变测量方法3.1 应变片法的测量步骤1.准备应变片：选择适当的应变片材料，根据被测物体的应变范围和精度要求选择合适的应变片型号。

2.粘贴应变片：将应变片粘贴在被测物体的表面，确保应变片与物体表面完全紧密接触，并排除气泡。

3.连接电缆：将应变片两端的电缆连接到测量仪器上。

4.测量应变：使用测量仪器对应变片的电阻进行测量，得到物体的应变值。

3.2 光弹法的测量步骤1.准备光弹材料：选择适合的光弹材料，涂覆在被测物体的表面。

2.光弹装置设置：将光源、散射体和光电探测器设置在适当的位置，以保证散射光信号可以被准确检测到。

3.发射光线：通过光源发射光线，照射在光弹材料表面。

4.测量信号：使用光电探测器检测散射光的强度变化，将其转化为对应的应变信息。

第二章 测量结果的数据处理及误差分析√2-3 用标准测力机检定材料试验机，若材料试验机的示值为5.000MN ，标准测力仪输出力值为4.980MN ，试问材料机在5.000MN 检定点的示值误差、示值的相对误差各为多少?解：示值误差=，020.0000.5980.4−=−示值的相对误差=%04.0000.5020.0−=−√2-8 设间接测量量z x y =+，在测量x 和时是一对一对同时读数的。

测量数据如下表。

试求的标准测量序号y z 偏差。

1 2 3 4 5 6 78 9 10 x 读数100 104 1029810310199101105102 y 读数51 51 5450515250505351解：101.5x =，51.3y =，0.42y σ=，0.687x σ=152.8z x y =+=z x y =+，1,1z z x y∂∂∴==∂∂ 由于10(,)()(0.55iix y x x y y ρ−−∴==∑0.98z σ∴=。

1m 距离的标准偏差为0.2mm 。

如何表示间的函数式？求测此10m 距离的标准差。

见书P27-28页的内容。

5.033，25.039，25.034mm 。

如不计其他不确定度来源，最佳值及其标准不确定度。

见书P36页例题2.8√2-9 用米尺逐段丈量一段10m 的距离，设丈量接测量解：参√2-14 用千分尺重复测量某小轴工件直径10次，得到的测量数据为25.031，25.037，25.034，25.036，25.038，25.037，25.036，2试估计解：参答案网 w w w .h k s h p .c n第三章 信号描述与分析-3 求指数函数的频谱。

√解：()e (00)atx t A a t −=>≥，3dt e Ae dt e t x X t j at t j ∫∫+∞−−+∞∞−−==0)()(ωωω220)()ωωωωω+−=+=+−=+∞+−a j a A j a A e j a Ata j （3-4 求被截断的余弦函数0cos t ω0cos ||()0 ||t t x t t Tω<⎧=⎨≥T解：⎩(题图3-4 )的傅里叶变换。

电测技术概述及应变片1. 概述电测技术是一种通过电子设备来测量各种物理量的技术，常用于工程领域中对结构和材料的测试和监测。

其中，应变片是电测技术中的重要工具，广泛应用于测量物体的应变和变形。

2. 电测技术的原理电测技术基于电磁理论和电子技术，通过将物理量转换为电信号，并通过相应的传感器将这些电信号采集和测量，从而得到目标物体的测试结果。

电测技术可以测量的物理量包括力、应力、压力、温度、湿度、振动、位移等。

3. 应变片的原理及应用应变片是一种特殊的电测传感器，它是由敏感材料制成的薄片，通常被粘贴或绑扎在被测物体的表面。

当被测物体受到拉伸或压缩力时，应变片发生形变，并产生相应的电阻变化。

通过测量这种电阻变化，可以间接获得被测物体的应变信息。

应变片常用于工程结构的应变测量。

例如，在航空航天领域，应变片被用于测量飞机机翼的变形情况；在汽车制造中，应变片被用于测量汽车车身的应变分布。

应变片的精度和可靠性较高，能够满足对结构强度和可靠性的严格要求。

4. 应变片的分类根据敏感材料的不同，应变片可以分为金属应变片和半导体应变片两种类型。

金属应变片多采用金属薄片制成，常见的材料有铜、铬、镍等。

这种应变片具有较高的灵敏度，能够测量较大范围的应变，但对温度变化敏感。

半导体应变片的敏感材料是半导体材料，如硅片或硅片上的应变敏感元件。

半导体应变片具有较小的尺寸和较高的灵敏度，可以实现对微小应变的测量，并且对温度变化的影响较小。

5. 应变片的安装和使用注意事项在安装和使用应变片时，需要注意以下几点：5.1 确保被测物体表面平整、清洁，以免影响应变片的粘结效果和测量精度。

5.2 应变片的粘贴应采用合适的胶黏剂或粘贴剂，且粘结牢固，以确保应变片的稳定性。

5.3 在测量前，需要对应变片进行校准，以保证测量结果的准确性和可靠性。

5.4 应变片在使用过程中需要避免受到外部撞击、振动和弯曲力，以免影响其性能和寿命。

5.5 根据实际需求选择合适的应变片类型和规格，以确保测量范围和精度的要求。

第一章测试1.测试技术是测量和试验技术的统称。

（）A:对B:错答案:A2.工程测量可分为静态测量和动态测量。

（）A:错B:对答案:B第二章测试1.所有周期信号都是功率信号。

（）A:对B:错答案:A2.各态历经随机过程是平稳随机过程。

（）A:错B:对答案:B3.瞬态非周期信号的幅值谱表示的是幅值谱密度与频率的函数关系。

（）A:错B:对答案:B4.信号在时域上波形有所变化，必然引起频谱的相应变化。

（）A:对B:错答案:A5.周期方波是简单周期信号。

（）A:错B:对答案:A第三章测试1.一个幅频特性为常数的线性系统，一定是不失真测量系统。

（）A:对B:错答案:B2.测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。

（）A:对B:错答案:B3.一阶低通测试装置适宜于测量缓变的信号。

（）A:对B:错答案:A4.测试装置传递函数H ( s )的分母与（）有关。

A:输出量y(t)B:输入点的位置C:装置结构D:输入量x(t)答案:C5.测试装置的频率响应函数H ( jω ) 是装置动态特性在（）中的描述。

A:幅值域B:时域C:复数域D:频域答案:D第四章测试1.压电式传感器的前置放大电路采用（）时，传感器的连接电缆可以达到百米以上，也不会影响其灵敏度。

A:比例运算放大器B:电荷放大器C:电桥D:电压放大器答案:B2.如果用电容传感器测电影胶片的厚度，那么可能是电容传感器的（）参数发生变化。

A:极距B:变化参数不定C:面积D:介质答案:D3.可以进行转速测量的传感器是（）。

A:光电式或霍尔式B:压电式或涡流式C:电阻式或霍尔式D:电阻式或涡流式答案:A4.在电容传感器的比例运算放大器电路中，传感器电容应接在（）回路中。

A:反馈B:电源C:输出D:输入答案:A5.在用涡电流传感器进行探伤时，是根据（）的变化。

A:物体的材质B:传感器线圈的激磁频率C:传感器与物体之间的间隙D:物体的磁导率答案:D第五章测试1.在使用电阻应变仪的时候，发现灵敏度不够，于是试图在工作电桥上增加电阻应变片以提高灵敏度，下列方法（）可以提高电桥灵敏度。

各章节习题(后附答案)第一章 信号及其描述（一）填空题1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。

这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。

3、 周期信号的频谱具有三个特点： ， ， 。

4、 非周期信号包括 信号和 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。

6、 对信号的双边谱而b ，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对称。

（二）判断对错题（用√或×表示）1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。

（ ）2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。

（ ）3、 非周期信号的频谱一定是连续的。

（ ）4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。

（ ）5、 随机信号的频域描述为功率谱。

（ ）（三）简答和计算题1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。

2、 求正弦信号)sin()(0ϕω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。

3、 求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at的频谱。

4、 求被截断的余弦函数⎩⎨⎧≥<=Tt T t t t x ||0||cos )(0ω的傅立叶变换。

5、 求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x atω的频谱。

第二章测试装置的基本特性（一）填空题1、 某一阶系统的频率响应函数为121)(+=ωωj j H ，输入信号2sin)(tt x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。

2、 试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和2224.141nn n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。

3、 为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、和 。

目录第1章应变测试概况 (1)第2章应变测试的原理 (3)2.1 应力与应变的关系 (3)2.2 电阻应变片的构造 (8)2.3 应变片的工作原理 (10)第3章主要设备及配套器材 (11)3.1 电阻应变片 (11)3.2 电阻应变仪 (17)3.3 应变测试系统 (17)第4章应变测试的工艺要点 (18)4.1 应变片的选型 (18)4.2 选择粘贴应变片用胶黏剂 (19)4.3 应变片的粘贴 (20)第5章应变测试的应用 (22)5.1 运动构件的应变测量 (22)5.2 高(低)温条件下应变测量 (26)第6章应变测试方法的特点及适用范围 (28)参考文献 (30)第1章应变测试概况应变测试是当各种机械或者结构物有外力作用时，通过它来获得各部分发生的应变大小、应力状态和最大应力所在位置和大小，以此判断各部件的尺寸、形状和使用的材料是否合适，从而达到安全、价廉和经济的设计。

另外，应变测试可以估计断裂负荷，并能进行断裂预测而不需要损坏部件材料，因此它是无损检测的一个重要领域。

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1-1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。

图1-1 用电阻应变片测量应变的第2章应变测试的原理2.1 应力与应变的关系2.1.1 应力的种类应力是在施加的外力的影响下物体内部产生的力。

土木工程测试技术—电阻应变片测量技术摘要：当今，在工程结构试验中，电阻应变片测量技术仍是应用最广泛和最有效的应力测量技术，并且在现今的工程结构健康监测方面也发挥着积极的作用。

由电阻应变片制成的各种电阻应变式传感器，在各个工程行业中也发挥着极其重要的作用。

本文简单的介绍下电阻应变片测量技术的发展史及其在目前建筑等行业中的应用。

关键词：电阻应变片传感器横向效应应变片的灵敏度系数电阻应变片是电阻应变测量的传感元件。

用电阻应变片进行测量时，一般将应变片粘贴于构件表面，当构件受力变形时，应变片亦随之变形，变化的结果将导致应变片的电阻变化。

测量出这种变化，并转换成相应的应变，即实现非电量的电测。

电阻应变片具有结构简单、性能稳定可靠、灵敏度高、频率范围广的特点。

此外，将电阻应变片粘贴到各种弹性元件上还可以制成能测量位移、力、力矩、扭矩和加速度的传感器，因而，电阻应变片是使用最为广泛的应变测量器件。

电阻式传感器的电阻变化量 R通常很小,所以转换的信号是微弱的,需要经过调理放大后驱动显示。

电阻应变片国内习惯称为电阻应变计，简称应变计或应变片，它是在第二次世界大战结束的前后出现的，已经有六七十年的历史了。

作为一个敏感元件，其测量方法的技术已经十分成熟了。

现今，随着应用光纤传感器等其他测量技术的发展，有些人认为应用电阻应变计的电测技术已趋于老化。

这是一种误解，电阻应变计使用于空间（高真空、深低温）、海水中（高压、流水中）、土中等广泛的计测范围。

适用结构对象有航空、航天器、原子能反应堆、发动机、汽车、机车车辆和轨道、架线；船舶。

桥梁、道路、大坝以及各种建筑物、机场、港湾设施等；适用的材料，由开始时的钢铁和铝等各种金属材料，到木材、塑料、玻璃、土石类、复合材料，并且，它不仅适用于室内实验、模型实验，还可以在现场对实际结构或部件进行测量。

这些特点是任何一种传感元件或传感器所不能比拟的。

另外它在今后对结构和设备的安全监护方面也有广泛的应用前景。