第六节 变形测量仪.ppt

建材测试技术 建材测试技术 第六节??????? 变形测量仪 测量试件受荷（拉、压、弯、折等）时微小变形或位移所用仪器即为变形测量仪。根据变形放大原理，有齿轮、杠杆、弹簧等机械式变形测量仪，如千分表、引伸仪、应变仪等。引伸仪有杠杆式、镜式等引伸仪，应变仪有手持式，电阻式应变仪等。 （一）百分表（千分表） 利用机械中齿轮传动原理、使变形通过放大齿轮放大到从而提高灵敏度的。 其工作构造原理如书P35列图12-10 这种仪表测度盘一般可转动调零。 常用的为蝶式千分表（百分表），对称的两只百分表或千分表。 二、手持式应变仪 其主要部件是千分表或百分表 A、B为两支点，中间部分C、D间，板弹簧连接，C、D可自由相对移动但AD、BC是固定的A、B两齿间距的变化，C、D的距离的相对变化到超中间百分表（千分表）上读数的变化，从而测得A、B两点间距离的变化。 三、杠杆式引伸仪 其主要部件有固定刀刃与法动刀刃、杠杆、T形联杆、刻度与反光度等。 其工作原理为当活动刀刃变化时带动T形联杆作水平移动；与T联杆相连的指针也发生相应的移动，从而读出变化。 如试件的标距为L，变形前的读数为A1，受力变形△L后的读数为A2，则读数差为△A=A2-A1， ∴ 放大倍数K=(A2-A1)/ △L= △A/ △L ， ∴ △L= △A/K 一般K已知在1000～1200范围内，由三角形相似 ， ∴ ? ∴ ∴ 第二章???? 电阻应变测试 电阻应变测试是凭借粘贴在试件上的应变片将力学量（应变、位移）等转化成电阻，并利用专门仪器转变为电压、电流或功率输出，从而获得应变读数的测试方法。主要有两部分组成：电阻应变片和变形测量仪（电阻应变仪）--起转换放大作用。电阻应变片是由高电阻系数的金属电阻线（直径为0.02～0.03mm）绕成栅形,上下表面用绝缘层覆盖,两端引出电阻丝.把应变片粘在被测物体表面,随被测物体的变形而改变它本身的电阻,再用电阻应变仪测出其阻值的变化,再换算为变形的大小。 一、工作原理 导体具有应变效应，即导体电阻值随其机械变形而变化。 ρ —电阻率，L—长度， A—截面积电阻丝受力后发生变化，如受到拉力，则L变长△L，A减小△A，则R也相应变化△R，则 分别对微分 ∴ ∴ 工作原理 令 （横向应变/纵向应变）?∴ ∴  令 ， KS－－为金属电阻丝的灵敏系数。 工作原理 一般在单向应力状态下标准标定上由实验来确定当 为常数时，KS将为定值，呈线性关系，当 电阻丝制成应变片以后，K会发生变化，此时 ，K为应变片的灵敏系数，通常为1.8～2.5， ε常用微应变με 表示1με=10-6ε 。 （二）主要规格与特性 1．几何尺寸与标距应变片的敏感栅工作面积b×L，b为基宽，指敏感栅外侧之间的距离。应变片根据L分为三类，①长标距L=50～200mm；②中标距L=10～20mm；③小标距L=1～3mm；不同应变片基宽b是基本一致的。 应变片的标距选择取决于被测体的匀质性，一般对砼，通常选择粗颗粒最大粒径2倍以上（Dmax=2～4）对于Dmax＜2cm时选4～5cm的应变片。 应变片所测得之应变，是被测试体在L长内的平均值。 2．电阻值 名义电阻（R） ：未经粘贴的电阻片在室温下测定电阻值，是指设计值。一般为120Ω，但也有60Ω、350Ω、600Ω等不同阻值系列。标准电阻在使用前，应测定应变片的实际电阻值，在同一组试体上如三个试体的六个应变片的阻值差应不大于0.5Ω。 3．灵敏系数大K，一般为1.8～2.5 4.温度效应 将应变片粘贴到试体上的,由于温度变化而引起的电阻相对变化,这种现象称之为温度效应,当测定试体的弹模时,需要测的是由于机械压力而引起的试体变形,这种由于温度变化而引起的变形应消除.由于温度变化而引起的电阻变化有两方面.①温度变化△t℃时,电阻丝本身阻值的变化为(相对电阻) α丝－电阻丝材料的电阻温度系数,当温度变化1℃时每电阻值为1Ω的电阻 改变量。 温度效应－附加应变 ②当环境温度变化为△t℃时,敏感栅材料和被测试体材料的膨胀系数不同,而发生的附加应变。ε附=β试Δt-β丝Δt β试—试件的线膨胀系数㎜/℃ β丝—敏感栅材料的线膨胀系数 由于附加应变而引起的电阻相对变化为 ∴由于温度变化而引起的总电阻的相对变化为 温度效应－总电阻 由此反推相应的应变为 这个应变相当大，在测量时应作温度补偿。如Δt=1℃,K=2.2, α丝=120×10-6,β丝=14×10-6, β砼=10×10-6, 则 对砼最小弹模为2×104MPa。 (三)常用应变片的种类与构造