文档介绍：附录三    电阻应变测量技术及YJ-4501 静态数字电阻应变仪简介
一、电阻应变测量技术简介
1、测量原理
    电阻应变测试方法是用电阻应变片测定构件的表面应变,再根据应变—应力关系(即电阻应变效应)确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。这种方法是以粘贴在被测构件表面上的电阻应变片作为传感元件,当构件变形时,电阻应变片的电阻值将发生相应的变化,利用电阻应变仪将此电阻值的变化测定出来,并换算成应变值或输出与此应变值成正比的电压(或电流)信号,由记录仪记录下来,就可得到所测定的应变或应力。
2、电阻应变片
    电阻应变片一般由敏感栅、引线、基底、覆盖层和粘结剂组成,图1所示为其构造简图。
        
                               图1   电阻应变片基本构造示意图
3、测量电路原理
    通过在试件上粘贴电阻应变片,可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化,但是通常这种电阻变化是很小的。为了便于测量,需将应变片的电阻变化转换成电压(或电流)信号,再通过电子放大器将信号放大,然后由指示仪或记录仪指示出应变值。这一任务是由电阻应变仪来完成的。而电阻应变仪中电桥的作用是将应变片的电阻变化转换成电压(或电流)信号。电桥根据其供电电源的类型可分为直流电桥和交流电桥,下面以直流电桥为例来说明其电路原理。
   (1)电桥的平衡
    直流电桥如图2所示,电桥各臂R1、R2 、R3、R4、可以全部是应变片(全桥式接法),也可以部分是应变片,其于为固定电阻,如当R1、R2 为应变片,R3、R4接精密无感固定电阻时,称为半桥式接法。
             
                                      图2   惠斯登电桥
    桥入AC端的供桥电压为E,则在桥路BD端的输出电压为:
                    
由上式可知,当桥臂电阻满足:时,电桥输出电压U=0,称为电桥平衡。
   (2)电桥输出电压
设起处于平衡状态的电桥各桥臂(应变片)的电阻值都发生了变化,即
           , , , 
此时电桥输出电压的变化量为:
 可进一步整理为:
      
对以下两种常用的测量电路,该输出电压的变化可作进一步简化:
   (a)全等臂电桥
    在上述电桥中,各桥臂上的应变片的起始电阻值全相等,灵敏系数K也相同,
于是  ,以代入,
得    
   
     (b)半等臂电桥
      当R1、R2为起始电阻值和灵敏系数K都相同的应变片,R3、R4接精密无感固定电阻,
 此时   
    (3)电桥电路的基本特性
     (a) 在一定的应变范围内,电桥的输出电压与各桥臂电阻的变化率或相应的应变片所感受的(轴向)应变成线性关系;
     (b) 各桥臂电阻变化率或相应的应变片所感受的应变对电桥输出电压的变化的影响是线性叠加的,其叠加方式为:相邻桥臂异号,相对桥臂同号。
    充分利用电桥的这一特性不仅可以提高应变测量的灵敏度及精度,而且可以解决温度补偿等问题。
二、YJ-4501A静态数字电阻应变仪简介
    电阻应变仪的主要作用是配合电阻应变片组成电