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钻孔法测量焊接残余应力误差因素分析0 序言焊件在焊接过程中受到不均匀加热、因加热引起的热变形以及组织变形往往受到焊件本身刚度和外加拘束的双重约束，焊后构件内会存在焊接残余应力. 残余应力对构件的疲劳强度、服役寿命和抗应力腐蚀开裂等性能都会产生不利的影响. 为保证焊接接头的可靠性，需测定和掌握焊接接头应力分布情况. 在现存的残余应力测量方法中，钻孔法理论体系完备，是目前最常用的残余应力测量方法，美国ASTM 协会已将其纳入标准[1]. 然而，钻孔法测量残余应力时存在着较多的误差因素，影响测量结果的可靠性. 为降低各种误差因素对测量结果的影响，提高钻孔法残余应力测量结果的可靠性，众多研究者从钻孔时产生的偏心、应变计横向效应、应变计粘贴角度的偏差、孔边应力集中引起塑性变形、钻孔直径与钻孔深度、测试表面形状、贴片尺寸等方面分析、估计了钻孔法残余应力测量误差[2-6]，使钻孔法残余应力的测量精度在一定程度上得以提高. 然而，钻孔法测量残余应力过程中往往还存在弹性模量误差、贴片误差和应变取值时间误差等误差因素，现存的文献也未对这些误差因素进行深入分析、研究，使钻孔法测量残余应力的误差因素分析不全面，导致无法全面地提高残余应力测量精度，进而无法全面保证测量结果的可靠性. 因此，为全面提高钻孔法测量残余应力的精度，文中依据钻孔法测量原理，从误差传递理论推导影响测量结果的误差公式，根据误差公式找出测量过程中的误差因素，由误差因素建立一条影响最终测量结果的误差链以实现对测量误差的全面分析. 以10 mm厚2A12高强铝合金VPPA-MIG(变极性等离子弧–熔化极气体保护)复合焊接板材为试验对象，通过误差传递理论定量分析误差链中的弹性模量误差、贴片误差和应变取值时间误差等误差因素对最终测量结果的影响，找到剔除这些误差因素影响的有效途径，提高钻孔法测量高强铝合金2A12 VPPA-MIG复合焊接残余应力测量结果的可靠性.进而为根据残余应力分布情况优化现有高强铝合金VPPA-MIG复合焊接工艺[7-10]奠定基础，使高强铝合金获得VPPA-MIG复合焊接高效高质量的焊缝成形，更好地应用于航天航空器制造等领域.李辛孟（1997—），男，汉族，山西长治人，本科在读，研究方向：播音与主持艺术；姜壮（1985—），通讯作者，汉族，山东烟台人，硕士，讲师，一级播音员，研究方向：广播电视节目制作。
钻孔法测量残余应力测量原理钻孔法测量残余应力是基于材料力学中的应力释放原理。
当在材料表面钻孔时，孔周围的材料会发生弹性变形，这种变形会受到材料内部的残余应力的影响。
通过测量钻孔后的表面位移，可以确定孔周围的残余应力状态。
实验步骤钻孔法测量残余应力的实验步骤如下：1、选择合适的材料试件，进行表面处理，确保表面平整无杂质。
2、使用高精度的钻机在材料试件的表面钻孔，钻孔直径一般在0.5-1.0mm之间，孔深约为10-20mm。
3、在钻孔前、钻孔后和取下钻屑后分别使用光学显微镜观察孔周围的表面形貌，并记录下来。
4、根据观察到的表面形貌变化，计算出钻孔前后的位移量。
5、根据位移量和材料的弹性常数，计算出孔周围的残余应力。
精度分析钻孔法测量残余应力的精度主要受到以下因素的影响：1、钻孔直径和深度的精度：钻孔直径和深度的变化会影响位移量的测量精度，进而影响残余应力的计算精度。
2、表面处理质量：表面处理不干净会导致钻头受损，从而影响钻孔质量。
3、观察和测量误差：观察和测量表面形貌变化的过程中可能存在误差，导致位移量的计算不准确。
4、材料本身的力学性能：材料的弹性常数等力学性能参数的准确性也会影响残余应力的计算精度。
为了提高精度，需要采取以下措施：1、使用高精度的钻机和测量设备，确保钻孔直径和深度的准确性。
2、加强表面处理，确保表面干净无杂质。
3、使用高精度的光学显微镜进行观察和测量，减少人为误差。
4、对材料试件进行详细的质量和性能检测，确保其符合实验要求。
数据处理根据实验步骤中记录的位移量和材料的弹性常数，可以计算出孔周围的残余应力。
一般而言，钻孔法测量残余应力的数据处理可以采用以下步骤：1、计算钻孔前后的位移量差值，得到孔周围的位移变化量。
2、根据位移变化量和材料的弹性常数，利用应力释放原理计算孔周围的残余应力。
3、将计算得到的残余应力与实验前的预测值进行比较，评估测量结果的准确性。
4、如果测量结果不满足要求，可能需要重新进行实验，并检查实验步骤和数据处理方法是否正确。
残余应力测量原理
残余应力的检测对于热处理工艺、表面强化处理工艺、消除应力工艺的效果及废品分析等都有很重要的意义，聚航科技为大家总结盲孔法及磁测法残余应力测量原理及相关产品。
盲孔法残余应力测量
盲孔法残余应力测量的原理是在平衡状态下的原始应力场上钻孔，以去除一部分具有应力的金属，而使圆孔附近部分金属内的应力得到松弛，钻孔破坏了原来的应力平衡状态而使应力重新分布，并呈现新的应力平衡，从而使圆孔附近的金属发生位移或应变，通过高灵敏度的应变仪，测量钻孔后的应变量，就可以计算原应力场的应力值。
磁测法残余应力测量
磁测法残余应力检测法主要是通过测定铁磁材料在内应力的作用下磁导率发生变化确定残余应力的大小和方向。
铁磁材料其磁化方向为易磁化轴向方向，同时具有磁致伸缩性效应，且磁致伸缩系数是各向异性的，在磁场作用下，应力产生磁各向异性。
磁导率作为张量与应力张量相似。
通过精密传感器和高精度的测量电路，将磁导率变化转变为电信号，输出电流（或电压）值来反映应力值的变化，并通过装有特定残余应力计算机软件的计算机计算，得出残余应力的大小、方向和应力的变化趋势。
以上就是盲孔法及磁测法残余应力测量原理介绍，如果您那还有其他的疑问，可随时联系聚航科技，我们很愿意为您答疑解惑。
盲孔法残余应力检测系统设计摘要机械零部件和构件在制造时，材料内部会产生残余应力，不恰当的残余应力分布会影响构件尺寸稳定性，以及使用安全，因此，如何测量构件内部的残余应力分布就成为一项关乎构件使用安全的重要内容。
本文在对目前常用的各种应力检测方法进行分析比较的基础上，选用目前可靠性最高的一种方法——盲孔法作为研究对象，在对该方法进行研究过程中，对盲孔法所用的应力测试系统进行了设计。
本文在盲孔法残余应力测试系统设计硬件方面的工作包括：针对盲孔法应力测试需要，对测试用应变片，单片机和显示屏进行优选，同时对测试系统的电源、信号放大、AD转换以及相关接口电路等进行了设计。
本文在软件方面的工作包括:下位机总体软件架构，定时器程序，A/D转换程序，主程序，LCD显示程序以及键盘程序的设计。
本文通过对应力测试系统硬件和软件的设计，来实现盲孔法残余应力的测试。
关键词：残余应力盲孔法应变测试单片机Blind hole method of residual stress detection system designABSTRACTMechanical parts and components at the time of manufacture, material internal residual stress, inappropriate residual stress distribution will affect the stability of component size, as well as the use of safety, therefore, how to measure the residual stress distribution of the components has become one of the most important contents to the safety of using components.In this paper, on the basis of analysis and comparison of a variety of stress detection, selection of the highest reliability of a method——Blind hole method for the study, the methods of the research process, stress test systems used by the blind hole method design.The blind hole method of residual test system design in terms of hardware include: the need for stress testing of the blind hole method, Optimization of the test strain gage, microcontroller and display, at the same time, designed the signal amplification, AD conversion and interface circuit of test system.The software include: design of the machine overall software architecture, the timer program, the A / D conversion process, the main program, the LCD display program, and a keyboard program.In this paper, through the design of the stress test system hardware and software, realized the blind hole method of residual stress test.KEYWORDS：Residual stress Blind hole method Strain TestSingle chip microcomputer目录中文摘要ABSTRACT第一章绪论 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2 研究现状和发展趋势 (1)1.2.1残余应力研究现状和发展趋势 (1)1.2.2应变仪的发展现状和发展趋势 (2)1.3 本文研究内容和方法 (5)1.3.1 本文主要研究内容 (5)1.3.2 本文主要研究方法 (5)第二章残余应力测试仪总体设计方案 (6)2.1 残余应力测试仪硬件设计 (6)2.2 残余应力测试仪软件设计 (7)第三章残余应力测试仪硬件部分 (8)3.1 信号采集部分 (8)3.1.1 应变片 (8)3.1.2 惠斯登电桥电路 (9)3.2 电源 (10)3.3 信号采集调理部分 (11)3.3.1 信号放大部分 (11)3.3.2 模数转换部分 (13)3.4 数字主电路部分 (15)3.4.1 单片机 (15)3.4.2 LCD12864液晶显示 (17)3.4.3 键盘部分 (18)第四章残余应力测试仪软件部分 (21)4.1 下位机软件的构成 (21)4.2 定时器 (21)4.3 A/D转换程序 (22)4.4 主程序 (23)4.5 LCD12864 (25)4.6 键盘软件设计 (27)第五章总结与展望 (29)5.1 全文总结 (29)5.2 展望 (29)致谢.............................................................................................. 错误！未定义书签。
对于构件的节余应力检测（盲孔法检测）一、序言（1）应力观点往常讲，一个物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到均衡、相变已经终止的条件下，其内部仍旧存在并自己保持均衡的应力叫做内应力。
依据德国学者马赫劳赫提出的分类方法，内应力分为三类：第Ⅰ类内应力是存在于资料的较大地区（好多晶粒）内，并在整个物体各个截面保持均衡的内应力。
当一个物体的第Ⅰ类内应力均衡和内力矩均衡被损坏时，物领会产生宏观的尺寸变化。
第Ⅱ类内应力是存在于较小范围（一个晶粒或晶粒内部的地区）的内应力。
第Ⅲ类内应力是存在于极小范围（几个原子间距）的内应力。
在工程上往常所说的节余应力就是第Ⅰ类内应力。
到当前为止，第Ⅰ类内应力的丈量技术最为完美，它们对资料性能和构件质量的影响也研究得最为透辟。
除了这样的分类方法之外，工程界也习惯于按产生节余应力的工艺过程来归类和命名，比如锻造应力、焊策应力、热办理应力、磨削应力、喷丸应力等等，并且一般指的都是第Ⅰ类内应力。
（2）应力作用机械零零件和大型机械构件中的节余应力对其疲惫强度、抗应力腐化能力、尺寸稳固性和使用寿命有着十分重要的影响。
适合的、散布合理的节余压应力可能成为提升疲惫强度、提升抗应力腐化能力，进而延伸零件和构件使用寿命的要素；而不适合的节余应力则会降低疲惫强度，产生应力腐化，失掉尺寸精度，甚至致使变形、开裂等初期无效事故。
（3）应力的产生在机械制造中，各样工艺过程常常都会产生节余应力。
可是，假如从本质上讲，产生节余应力的原由能够归纳为：1.不平均的塑性变形；2.不平均的温度变化；3.不平均的相变（4）应力的调整针对工件的详细服役条件，采纳必定的工艺举措，除去或降低对其使用性能不利的节余拉应力，有时还能够引入有利的节余压应力散布，这就是节余应力的调整问题。
往常调整节余应力的方法有：①自然时效把构件置于室外，经天气、温度的频频变化，在频频温度应力作用下，使节余应力废弛、尺寸精度获取稳固。
一般以为，经过一年自然时效的工件，节余应力仅降落 2%～10%，但工件的废弛刚度获取了较大地提升，因此工件的尺寸稳固性很好。
有关构件旳残存应力检测（盲孔法检测）一、前言（1）应力概念一般讲，一种物体，在没有外力和外力矩作用、温度达到平衡、相变已经终结旳条件下，其内部仍然存在并自身保持平衡旳应力叫做内应力。
按照德国学者马赫劳赫提出旳分类措施，内应力分为三类：第Ⅰ类内应力是存在于材料旳较大区域（诸多晶粒）内，并在整个物体各个截面保持平衡旳内应力。
当一种物体旳第Ⅰ类内应力平衡和内力矩平衡被破坏时，物体会产生宏观旳尺寸变化。
第Ⅱ类内应力是存在于较小范畴（一种晶粒或晶粒内部旳区域）旳内应力。
第Ⅲ类内应力是存在于极小范畴（几种原子间距）旳内应力。
在工程上一般所说旳残存应力就是第Ⅰ类内应力。
到目前为止，第Ⅰ类内应力旳测量技术最为完善，它们对材料性能和构件质量旳影响也研究得最为透彻。
除了这样旳分类措施以外，工程界也习惯于按产生残存应力旳工艺过程来归类和命名，例如锻造应力、焊接应力、热解决应力、磨削应力、喷丸应力等等，并且一般指旳都是第Ⅰ类内应力。
（2）应力作用机械零部件和大型机械构件中旳残存应力对其疲劳强度、抗应力腐蚀能力、尺寸稳定性和使用寿命有着十分重要旳影响。
合适旳、分布合理旳残存压应力也许成为提高疲劳强度、提高抗应力腐蚀能力，从而延长零件和构件使用寿命旳因素；而不合适旳残存应力则会减少疲劳强度，产生应力腐蚀，失去尺寸精度，甚至导致变形、开裂等初期失效事故。
（3）应力旳产生在机械制造中，多种工艺过程往往都会产生残存应力。
但是，如果从本质上讲，产生残存应力旳因素可以归结为：1.不均匀旳塑性变形；2.不均匀旳温度变化；3.不均匀旳相变（4）应力旳调节针对工件旳具体服役条件，采用一定旳工艺措施，消除或减少对其使用性能不利旳残存拉应力，有时还可以引入有益旳残存压应力分布，这就是残存应力旳调节问题。
一般调节残存应力旳措施有：①自然时效把构件置于室外，经气候、温度旳反复变化，在反复温度应力作用下，使残存应力松弛、尺寸精度获得稳定。
一般觉得，通过一年自然时效旳工件，残存应力仅下降2%～10%，但工件旳松弛刚度得到了较大地提高，因而工件旳尺寸稳定性较好。
残余应力测定方法（精）第二章残余应力测定方法残余应力的测定方法大致可分为机械测量法和物理测量法两类。
物理测量法包括X射线法、磁性法、和超声波法等。
它们分别利用晶体的X射线衍射现象.材料在应力作用下的磁性变化和超声效应来求得残余应力的量值。
它们是无损的测量方法。
其中X射线法使用较多，比较成熟，被认为是物理测量法中较为精确的一种测量方法。
磁弹性法和超声波法均是新方法，尚不成熟，但普遍地认为是有发展前途的两种测试方法。
物理法的测试设备复杂.昂贵.精度不高。
特别是应用于现场实测时，都有一定的局限性和困难。
机械方法包括切割法、套环法和钻孔法（下面主要介绍）等，它是把被测点的应力给予释放，并采用电阻应变计测量技术测出释放应变而计算出原有残余应力。
残余应力的释放方法是通过机械切割分离或钻一盲孔等方法，因此它是一种破坏性或半破坏性的测量方法，但它具有简单、准确等特点。
从两类方法的测试功能来说，机械方法以测试宏观残余应力为目的，而物理方法则测试宏观应力与微观应力的综合值。
因此两种方法测试的结果一般来说是有区别的。
一、分离法测量残余应力切割法和套环法都是将被测点与其邻近部分分开以释放残余应力，因此统称分离法。
它是测量残余应力的一种最简单的方法，多用于测量表面残余应力或沿厚度方向应力变化较小的构件上的残余应力。
（一）、切割法：在欲测部位划线：划出20mm×20mm的方格将测点围在正中。
在方格内一定方向上贴应变计和应变花，再将应变计与应变仪相连，通电调平。
然后用铣床或手锯慢速切割方格线，使被测点与周围部分分离开。
切割后，再测应变计得到的释放应变。
它与构件原有应变量值相同、符号相反，因此计算应力时，应将所得值乘以负号。
释放后的残余应力计算方法如下：1、如果已知构件的残余应力为单向应力状态，只要在主应力方向贴一个应变片（如图3.1）即可。
分割后得释放应变ε，由虎克定律可知其残余应力为：σ=-Eε（1）2、如果构件上残余应力方向已知，则在测点处沿主应力方向粘贴两个应变片1和2（如图3.2所示）。
钻盲孔法测量残余应力作者：来源：发布时间：2007-10-27 13:42:46 浏览次数：870一、目的钻盲孔法测量焊接钢板的残余应力。
二、使用设备和仪器1、DZDL-1型钻孔装置。
2、（西格马的型号为：ASM1.0）静态电阻应变仪。
3、万用表4、测残余应力的应变花三、试样对焊钢板。
四、原理在有残余应力的焊接钢板上钻一小孔，因小孔附近的残余应力被释放，孔区附近的残余应力场发生变化。
只要测出该局部区域的应变变化量，即可计算出板上钻孔处释放前的残余应力值σ1 、σ2：（1-10）（1-11）式中：ε00、ε450、ε900量分别为该处在00、450、900方向上的释放应变；σ1 、σ2：分别为最大，最小主应力；为最大主应力与ε00电阻片参考轴的夹角；E为被测钢板的弹性模量；A、B为应变花的释放系数，TJ120-1.5-φ1.5应变花在普通钢材上的释放系数，为：A=-0.0725±10%（2 倍标准差）B=-0.15140±6%（2 倍标准差）需要说明的是，释放系数A、B与应变花的几何尺寸、孔径、孔深及材料的弹性模量E及泊松比µ有关，应用时必须对每种被测材料进行标定，A、B系数不能通用。
五、测试步骤盲孔法测残余应力的步骤如下：①、将TJ120-1.5-φ1.5应变花按应变计粘贴通用方法准确粘贴在试样测量点上，并焊好测量导线。
粘贴前试样表面应打磨，但在打磨时不能破坏原有残余应力场。
②、连接静态电阻应变仪。
以待测的应变花作为补偿片，将各应变计所接电桥调零。
③、安装钻具，见图1-10（a）。
将带观察镜的钻具放在试样表面上，必要时开启照明灯，在观察镜里观察，初步对准应变花中心位置。
然后在钻具支腿与试样接触处滴少许502胶水，胶水固化后拧紧钻具支腿上的锁帽，将钻具固定于试样表面。
再松开锁紧压盖，调X-Y方向的四个调节螺钉3（必须先松后紧），使观察镜1的十字线中心在转动观察镜观察时始终与应变花中心保持重合。
锁紧压盖2，静态电阻应变仪重新调零。
④、钻孔，见图1-8（b）。
取下观察镜，将专用端面铣刀的钻杆擦干净，滴上润滑油（需用缝纫机油，不可使用一般机油），插入钻具的套筒内，用手轻轻转动，划去钻孔部位的应变花基底后，取出钻杆。
此时，每个应变计的应变读数应当变化不大，再次调整静态电阻应变仪的零点。
将配置φ1.0mm钻头的钻杆擦干净，滴上润滑油插入钻具套筒内，松开钻杆上的定位卡圈11，在钻杆卡圈与钻具套筒7间塞入厚度为2.0mm的钻孔深度控制垫块8，使钻头与工件接触后固定卡圈。
除去2.0mm的垫块，连接好手电钻，调压器调至60~70V，即可开钻。
保持合适的压力，钻至卡圈与夹具套筒间贴合，即预定孔深（2.0mm），拔出钻杆。
再换上配置φ1.5mm麻花钻杆，按以上相同步骤进行钻孔，图1－8钻孔装置简图调压器电压应保持在60~70V，进刀量尽量小。
至预定孔深后，拔出钻杆过3~5分钟，当静态电阻应变仪指示稳定时，测出应变示值ε0、ε45、ε90，再减去附加应变即可得到钻孔加工所产生的应变输出。
，TJ120-1.5-φ1.5应变花在常用软钢、中碳钢、低合金钢上引起的附加应变为-39.4µε，当使用其他应变花或特殊材料时需要事先进行标定。
六、数据处理与分析全部实验数据与测量结果均应列表表示，按公式（1-10）和（1-11）计算残余应力的大小和方向，并对测量结果进行误差分析。
测量电桥的接法作者：来源：发布时间：2007-10-27 13:41:09 浏览次数：776各种应变计和传感器通常需采用某种测量电路接入测量仪表，测量其输出信号。
对于电阻应变计或者电阻应变计式传感器，通常采用电桥测量电路，将应变计引起电阻变化转换为电压信号或电流信号。
电桥的测量电路由电阻应变计及电阻组成桥臂，电桥的应变计接桥方式分为半桥和全桥。
在实际测量中，可以利用电桥的基本特性，采用各种电阻应变计在电桥中不同的连接方法达到不同的测量目的：1．实现温度补偿。
2．从比较复杂的组合应变中测出指定成分而排除其他成分。
3．扩大应变仪的读数，以减少读数误差，提高测量灵敏度。
在实际测量中，常采用的电桥连接方法包括如下几种：一、全桥接线法在测量电桥的四个桥臂上全部连接电阻应变计，称为全桥接线法（全桥线路），如图1-5(a)所示。
对于等臂电桥，此时应变仪的应变读数为：εr=ε1-ε2+ε3-ε 4 （1－8）（a）全桥线路(b)半桥线路图1-6 电桥线路在实际测量过程中分为以下两种情况：（一）全桥测量电桥的四个桥臂上都接工作应变计。
（二）相对两桥臂测量电桥相对两桥臂接工作应变计，另外相对两桥臂接温度补偿应变计。
二、半桥接线法若在测量电桥的桥臂AB和BC上接应变计，而另外两桥臂DA和CD接电阻应变仪的内部固定电阻R，则称为半桥接法（或半桥线路），如图1-5(b)所示。
由于桥臂DA和CD接固定电阻，不感受应变，因此对于等臂电桥得知应变仪的读数为：εr=ε1-ε 2 （1-9）实际测量时，在AB上接一工作应变计，而在BC上接温度补偿应变计。
三、串连和并联接线法在应变测量中，若采用多个应变计时，也可以将应变计串联或并联起来接入测量电路，如图1-6（a）所示为串联半桥接线法，图1-6（b）所示则为并联半桥接线法。
若每个应变计的电阻值为R，其增量均为△R，则在图1-6（a）中，R1=nR, △R1=n△R；而在图1-6（b）中，R1=R/n, △R1=△R/n。
很容易看出，它们的AB桥臂电阻相对变化量均为△R1/R1=△R/R，这与在桥臂AB上只接单个应变计时的电阻相对变化量完全相同。
因此串联和并联接线都不会增加读数应变。
但是，串联后使桥臂电阻增大，因此在限定电流时，可以提高供桥电压，相应的便可以增加信号输出。
并联后则使桥臂电阻减小，因而输出电流相应提高，这对于直接采用电流表或记录仪器时是比较有利的。
（a）串联半桥电路 (b) 并联半桥电路图1-7串连和并联接线法电阻应变仪作者：来源：发布时间：2007-09-07 23:26:13 浏览次数：878盲孔法测残余应力是随着应变电测技术的发展而发展起来的一个新兴的行业，在国外已应用的较为广泛和成熟，在国内发展也较为迅速，已在大学实验室中的应力应变测试，工程中的焊接、铸造、锻造、机械加工、航天领域、桥梁工程、建筑等很多领域得到了应用。
它应用的是应变电测原理，主要由被测工件、补偿件、打孔设备、显微镜、电阻应变计和显示仪表组成。
济南西格马科技有限公司开发的应变仪就是专为盲孔法测残余应力而开发的产品，由打孔设备、应变花（三个应变电阻构成）和显示器共同构成应变仪，用于（盲孔法测）残余应力的测试。
各种不同规格及各种品种的电阻应变计现在有二万多种，测量仪器也有数百余种，但按其作用原理，电阻应变测量系统可看成由电阻应变计、电阻应变仪及记录器三部分组成。
其中电阻应变计可将构件的应变转换为电阻变化。
电阻应变仪将此电阻变化转换为电压（或电流）的变化，并进行放大，然后转换成应变数值。
其工作过程如下所示：应变→电阻变化→电压（或电流）变化→放大→记录电阻应变计电阻应变仪记录器其中电阻变化转换成电压（或电流）信号主要是通过应变电桥(惠斯顿电桥)来实现的，下面简要介绍电桥原理。
1、应变电桥应变电桥一般分为直流电桥和交流电桥两种，本篇只介绍直流电桥。
电桥原理图1－3所示，它由电阻R1、R2、R3、R4组成四个桥臂，AC两点接供桥电压U。
图中UBD是电桥的输出电压，下面讨论输出电压与电阻间的关系。
图1-4 电桥原理图通过ABC的电流为：I1=U/R1+R2通过ADC的电流为：I2= U/R3+R4BD二点的电位差U BD= U AB—U DA=I1R1—I2R2=U［R1R3-R2R4/(R1+R2)(R3+R4)］（1-2）当U BD= 0,即电桥平衡。
由此得到电桥平衡条件为：R1 R3 = R2 R4如果R1 =R2 =R3 =R4 =R，而其中一个R有电阻增量，U BD= ［(R+△R).R-R.R/(R+△R+R).2R］U=［△R/4R+2△R］U （1-3）式（1－3）中2ΔR 与4R相比为高阶微量，可略去，上式化为U BD= 1/4△R/RU=1/4UKε（1-4）如果R1 =R2 =R3 =R4为电阻应变计并受力变形后产生的电阻增量为ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4代入式（3-2）中，计算中略去高阶微量，可得U BD= 1/4U(△R1/R1-△R2/R2+△R3/R3-△R4/R4 （1-5）将式（3-1）代入上式可得U BD=1/4UK（ε1-ε2+ε3-ε4）（1-6）从公式（1-6）表明，电桥可把应变计感受到的应变转变成电压（或电流）信号，但是这一信号非常微弱，所以要进行放大，然后把放大了的信号再用应变表示出来，这就是电阻应变仪的工作原理。
电阻应变仪按测量应变的频率可分为：静态电阻应变仪、静动态电阻应变仪、动态电阻应变仪和超动态电阻应变仪，下面我们简要介绍常用的静态电阻应变仪中的一种应变仪--数字电阻应变仪。
2、数字电阻应变仪从图1-4数字电阻应变仪工作原理方框图可以看出，电压变换器供给测量电桥稳定的直流电压，测量电桥产生的微弱电压信号，即公式（1-6）中的ΔU BD，通过放大器放大和有源滤波器滤波，变为放大的模拟电压信号，经A/D转换器，最后将电压ΔU BD转换为数字量。
图1－5 数字电阻应变仪工作原理方框图由公式（1-6）知，ΔUBD应与(ε1-ε2+ε3-ε4)成正比，经过标定（标定环节在仪器出厂前已由厂方完成），再将电压量转换成应变。
这样，应变仪数字显示的应变为εr，则有：εr=ε1-ε2+ε3-ε4（1-7）数字应变仪有多种型号,其原理都是相通的。
电阻应变计作者：来源：发布时间：2007-09-07 23:26:01 浏览次数：826电阻应变计一般由敏感栅、基底、粘结剂、覆盖层、引线构成（见图1-1）。
早期的敏感栅是由金属细丝绕成栅形，现在大多数为金属箔通过照相、腐蚀（也称为光刻）而成，已很少有使用金属细丝绕制的敏感栅。
电阻应变测量技术是用电阻应变计测定构件的表面应变，再根据应力、应变的关系式，确定构件表面应力状态的应力分析方法，它的主要优点有：1、测量精度高电测法利用电阻应变仪测量应变，具有较高的精度，可以分辩数值为1个微应变（1με=10-6）。
2、传感元件小电测法以电阻应变计为传感元件。
它的尺寸可以很小，最小标距可达0.2mm，可粘贴到构件的很小部位上以测取局部应变。
利用由电阻应变计组成的应变花，可以测量构件一点处的应变状态，应变计的质量很小，其惯性影响甚微，故能适应高速转动等动态测量。
3、测量范围广电阻应变计能适应高温、低温、高压、远距离等各种环境下的测量。
