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 R 1、R 2、R 3、R 4 、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 R 1、 R 2 为应变片, R 3、R 4 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: ???? ERRRR RRRRERR RRR RU 4321 42314 3 421 1????????????????由上式可知,当桥臂电阻满足: 4231RRRR?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 111RRR???,222RRR???,333RRR???,444RRR???此时电桥输出电压的变化量为: 44 33 22 11RR URR URR URR UU?????????????????可进一步整理为: ???? ER RR RRR RRR RR RRR RRU??????????????????????????????????? 4 43 3243 432 21 1221 21 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????????????????? 4 43 32 21 14R RR RR RR REU ,以?? nn nKR R???代入, 得?????????? 43214 ????????? KE U (b )半等臂电桥当R 1、R 2 为起始电阻值和灵敏系数 K 都相同的应变片, R 3、R 4 接精密无感固定电阻, 此时?????? 212 21 144 ????????????????? KE R RR REU (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 U?与各桥臂电阻的变化率 R R?或相应的应变片所感受的(轴