第3-1章 电阻应变片(电阻应变测量技术)

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。

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）。

电阻应变片高中物理
电阻应变片是一种基于应变效应的传感器，它常常用于测量物体的形变或受力状态。

以下是有关电阻应变片的高中物理知识：
应变效应： 应变是指物体由于受到力的作用而发生形变的程度。

电阻应变片利用金属或半导体材料的电阻随着物体形变而发生变化的原理，从而实现对形变的测量。

电阻变化原理： 电阻应变片的电阻值与物体受到的应变成正比。

当物体发生形变时，电阻应变片的电阻值会发生变化。

这个变化可以通过测量电阻来确定物体的形变程度。

电桥测量： 电阻应变片通常被组装成电桥电路。

在电桥平衡时，电桥的电流为零，此时可以通过测量电桥的输出电压来确定电阻应变片的电阻值，从而得知物体的形变情况。

应用： 电阻应变片广泛应用于工程、材料测试、结构监测等领域。

例如，它可以用于测量桥梁、建筑物等结构的形变，以及在工业生产中用于监测设备的变形情况。

温度补偿： 电阻值的变化不仅受到应变的影响，还受到温度的影响。

因此，为了提高精确度，一些电阻应变片会采用温度补偿技术，以减小温度对测量结果的影响。

在高中物理学中，学生可能会学到应变效应、电桥原理以及一些传感器的基本原理，电阻应变片可以作为一个实际的应用案例来加深对这些概念的理解。

电阻应变测量技术王志杰,余丽武,施政苏(南京工程学院建筑工程学院,江苏南京211167)摘要:电阻应变测量技术在土木工程行业中有着广泛的运用,但是其中的现代物理学技术原理是许多从业人员所不了解的。

文章对电阻应变测量技术中的现代物理学技术做一些基本的概念性介绍。

关键词:电阻应变片;电阻应变仪;现代物理学技术;材料力学Abstract:The resistance strain measurement technology has many applications in the civil engineering industry, but the modern physical technology principle used in it is not known by many professionals.This paper aims at the resistance strain measurement technology.There are some basic conceptual introductions of the modern physics technology in this paper.Key words:resistance strain gage;resistance strain gauge;modern physics technology;material mechanics0引言电阻应变测量技术在土木工程行业中有着广泛的运用。

在应变测量技术中,通过测出应变,利用广义胡克定律求出应力,测量精度高,灵敏度好,方法简便,在建筑结构检测中有着广泛的应用和发展。

1电阻应变片1.1电阻应变片的种类(1)短接式应变片在预定的距离上,用导线在电阻丝之间相间地造成短路。

其优点是易于保证几何形状比,无横向效应系数。

(2)丝绕式应变片电阻片由电阻丝盘绕制成。

成本低,利于在建筑结构检测中推广使用。

电阻应变的测量原理电阻应变测量原理是利用电阻在外力作用下产生的应变现象进行测量的一种方法。

当外力作用于有弹性的物体时，物体会产生形变，导致其内部分子结构重新排列，从而改变了物体的电阻值。

利用这种原理，可以实现对物体受力情况的实时监测和测量。

电阻应变测量的原理基于应变-电阻效应。

当外力作用于导电物体时，会导致物体产生应变，从而改变了物体的电阻值。

这种现象被称为应变-电阻效应，是许多传感器和测量仪器中常用的原理之一。

根据胡克定律，物体受力产生的应变与物体的形变成正比，因此可以通过电阻值的变化来间接测量物体受到的外力大小。

电阻应变测量一般采用应变片作为传感器，应变片是一种特殊形状的电阻片，其材料通常为马氏体合金或铂-铑合金，具有较高的灵敏度和稳定性。

当外力作用于应变片时，会引起其产生形变，从而改变了其电阻值。

利用导电原理，可以通过测量电阻值的变化来计算应变片受到的外力大小。

在电阻应变测量中，通常会采用电桥电路来实现对电阻值的测量。

电桥电路是一种能够非常精确地测量电阻值变化的电路，其基本原理是通过调节电桥电路中的电阻比例来使得电桥两端电压为零，从而实现对电阻值的间接测量。

在电阻应变测量中，将应变片作为电桥的一个电阻，使其受到的外力产生电阻值的变化，然后通过调节电桥电路中其他电阻的值，使电桥两端电压为零，从而可以计算出应变片受到的外力大小。

除了电桥电路外，还可以采用其他测量方法来实现电阻应变的测量。

例如，可以利用微型应变计或应变仪来测量应变片的形变并转换为电信号，然后通过放大器和数据采集设备来实现对电阻值的测量。

无论采用何种方法，电阻应变的测量原理都是基于应变-电阻效应，通过测量物体受到外力的形变，间接计算出物体受力大小。

总的来说，电阻应变测量原理是基于应变-电阻效应的物理原理，利用物体受到外力时产生的形变，从而改变了其电阻值的特性进行测量。

通过采用电桥电路或其他测量方法，可以实现对电阻应变的准确测量，为物体受力情况的监测和测量提供了一种有效的方案。

电阻应变片惠斯通电桥
电阻应变片惠斯通电桥是一种常用的电阻应变测量技术。

它由惠斯通电桥和电阻应变片组成。

惠斯通电桥是一种用于测量未知电阻值的电路，由四个电阻组成的桥电路构成。

其中，两个电阻为已知值，另外两个电阻为未知电阻值，通过调节未知电阻值，使桥路平衡，然后通过测量平衡状态下的电流或电压变化来计算出未知电阻值。

电阻应变片是一种敏感元件，能够在外力作用下产生电阻的变化。

它常用于测量物体的应变或压力。

电阻应变片的电阻值会随着应变的变化而变化，这个变化可以通过惠斯通电桥进行测量和计算。

使用电阻应变片惠斯通电桥进行测量时，通常将电阻应变片安装到需要测量应变或压力的物体上。

物体受到应变或压力时，电阻应变片的电阻值会发生变化，从而导致电桥不再平衡。

通过调节已知电阻，使电桥再次平衡，然后测量平衡状态下的电流或电压变化，就可以计算出应变或压力的值。

电阻应变片惠斯通电桥具有灵敏度高、测量精度高、可靠性好等优点，因此在工业领域广泛应用于应变测量和控制。

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。