应变片粘贴技能和测试技术讲述.ppt

应变片的粘贴和测试 制作人:熊 莉 一、电阻应变片 电阻应变片通常可分为丝式片和箔式片两种。丝式电阻应变片的结构如图，在绝缘片基上固定有盘成栅状的电阻丝，又称敏感栅。但片基牢固地粘贴在欲求应变的部位时，与电阻丝平行的应变 就传递给敏感栅了，使电阻丝发生长度变化并相应 发生电阻变化。箔式电阻应变片的结构如图，它是电阻箔片经光刻腐蚀等工艺制作成电阻箔栅而成。 电阻丝做成栅状，可在很小面积内增加丝的长度，既达到一阻值，又能测得局部“点”的应变。目前，甚至已能做出测量面积小于1mm2的应变片。 电阻丝的电阻变化与应变存在什么关系呢？ K为应变片灵敏系数 K值与敏感栅的材料和几何形状等有关，是由制造厂家用标准应变设备抽样标定后，提供给使用者的。 二、惠斯登电桥 1、电桥采用半桥接法时，输出电压为： UBD= 电桥的平衡条件为R1R4-R2R3=0 一般电阻应变仪都设计为等臂电桥，即 R1=R2=R3=R4=120Ω 所以电桥的原始状态是平衡的。当测量的构件受力作用时，构件的变形使粘贴于上的电阻应变片R1也跟着变形而产生电阻的变化。如AB 桥臂上R1这个电阻应变片（简称工作片），它从R1变化为R1+ΔR，其他的几个桥臂固定不动。这就造成了电桥的不平衡，将有一个电压输出，即： UBD= = 由于应变测量时，电阻变化率甚小， ? 1，因此： UBD= = 式中：K——应变片的灵敏系数 ε——应变片的应变量 2、电桥采用全桥接法时，输出电压为： UBD= 设等臂电桥的 R1=R2=R3=R4=R， 工作时四个电阻都要产生电阻变化量，其变化量分别为ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4， 且 R?ΔRi（i=1,2,3,4)则： UBD= 可近似为： UBD= 将 代入上式，可得 ：  UBD= 故应变仪读数： 该式是应变测量最重要的关系式，各种应变测量方法均以此为依据。 三、温度补偿 应变片的电阻变化率 不仅受所贴构件承载变形的影响，而且受温度变化的影响也很大，要测构件的承载应变，就要消除温度对测试的影响，这一过程称温度补偿。常用方法是利用式： 中的相减关系抵消温度的影响。 （1）半桥另补偿 （2）半桥自补偿 （3）全桥自补偿 采用全桥接法时，补偿片接入R2和R4位置，采用半桥接法时，补偿片接入R2位置。 四、应变仪 通过电桥可把应变片感受到的应变转变成电压信号，但是在构件的弹性变形范围内，这一信号非常微小，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。从应用的角度来看，电阻应变仪实质上是由一个惠斯登电桥组成的，也叫测量桥。 五、应变片的选用与粘贴 略 六、测点布置及应变片方位 1、单向应力状态 若被测点是单向应力状态，则应变片粘贴在主应力方向，通过应变仪测得主应变ε，则该测点的主应力为：σ=Eε 2、平面应力状态（主应力方向已知） 若被测点是二向应力状态，且其主应力方向已知，则应变片粘贴在两个主应力方向，通过应变仪测出两个主应变ε1和ε2，则该测点的主应力为：