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。

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）。

目录第1章应变测试概况 (1)第2章应变测试的原理 (2)2.1 应力与应变的关系 (2)2.2 电阻应变片的构造 (8)2.3 应变片的工作原理 (9)第3章主要设备及配套器材 (10)3.1 电阻应变片 (10)3.2 电阻应变仪 (16)3.3 应变测试系统 (16)第4章应变测试的工艺要点 (17)4.1 应变片的选型 (17)4.2 选择粘贴应变片用胶黏剂 (18)4.3 应变片的粘贴 (19)第5章应变测试的应用 (21)5.1 运动构件的应变测量 (21)5.2 高(低)温条件下应变测量 (25)第6章应变测试方法的特点及适用范围 (27)参考文献 (29)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。

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。

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。

传感器实验报告一、实验原理利用电阻式应变片受到外力发生形变之后，金属丝的电阻也随之发生变化。

通过测量应变片的电阻变化再反算回去应变片所受到的应变量。

利用电桥将电阻变化转化成电压变化进行测量，电桥的输出电压经过应变放大仪之后输出到采集卡，labview 采集程序通过采集卡读取到应变放大仪的输出。

14电桥输出电压与导体的纵向应变ε之间的关系为：14v V K ε=⨯⨯⨯(1.1)其中K 为电阻应变片的灵敏系数，V 为供桥电压，v 为电桥输出电压。

由上式可知通过测量电桥输出电压再代入电阻应变片的灵敏系数就可以求出导体的纵向应变，即应变片的纵向应变。

二、实验仪器悬臂梁 一条 应变片 一片 焊盘两个 502胶水一瓶电阻桥盒一个 BZ2210应变仪 一台 采集卡 一个 电脑一台砝码一盒三、实验步骤1、先用砂纸摩擦桥臂至光滑，再用无水乙醇擦拭桥臂；2、拿出应变片和焊盘，将502胶水滴在应变片及焊盘背面，把其贴在桥臂上，并压紧应变片；桥的接3、使用电烙铁将应变片和焊盘焊接起来，再将焊盘跟桥盒连接起来，这里采用的是14法；4、将桥盒的输出接入到应变放大仪的通道1；5、应变仪的输出接到采集卡上；6、运行labview的采集程序进行测试；7、改变砝码的重量，从采集程序记录得出的数据。

8、对所得的数据做数据处理。

四、实验数据表1 实验所得数据五、数据分析1、线性度分析取出实验数据的0~250g的部分做线性度分析，数据如表2所示。

表2对上述数据进行初步分析，第一组跟第三组数据都是呈线性的，而第二组数据在70g-100g 这里却有了0.0013的变化，变化较大，不符合理论值，所以在进行数据分析时排除第二组数据，仅适用第一、第三组数据进行数据分析。

对第一、第三组数据使用MATLAB 进行分析，先将两组数据做曲线拟合，得到拟合曲线之后将x 代入拟合曲线中求出对应的值，再把两组数据的端点取出做直线，将两条线相减得到最大差值，分别求出两组数据的最大差值，再代入公式max=100%L FSL Y γ∆±⨯ 求出每组数据的线性度。

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。