河海大学实验力学实验指导书.pdf

实 验 力 学 基 础 实验指导书 河海大学土木工程学院力学系 2010 年12 月 实验一 应变片灵敏系数的标定（一） 一、 目的与要求 1、熟悉应变片质量的检验方法 2、熟悉电阻应变仪的使用与操作技术 3、熟悉应变片1/4 桥、半桥，并测出各种桥路应变与输出电压间的关系 4 、了解应变片灵敏系数的设置对测量值的影响 4 、掌握应变片灵敏系数的标定方法，并确定其误差。 二、应变片灵敏系数的标定原理 根据灵敏系数的定义 R R K （1.1）  R K  （1.2） R 若能测出被测点的应变ε，再测出应变片相应的电阻变化ΔR/R 便可确定 K 值。但这 需要精度高、量程大的量测电阻R 的设备。但由式（1.2）可以看出通过量测 仍可量测电  阻的变化ΔR/R 。求出单个应变片的灵敏系数后，便可计算抽样应变片灵敏系数的平均值， 可用此平均值来表示这批应变片灵敏系数的标定值。 另方面根据桥路原理： K  K  i 指 i 得： K 指i K i （1.3）  式中 K —单个应变片的灵敏系数片； —应变仪灵敏系数值（一般取 =2.00 ）； i K 指 K 指 —加载或卸载时应变读数值； —构件表面真实应变值（由百分表测出）。 i  三、标定设备与装置 应变片灵敏系数的标定，通常采用纯弯曲梁或等强度梁。它们的共同特点是单向应力状 态。在标定工作段内应变相等，而且可用理论式精确计算应变值的大小。 纯弯曲梁标定装置如图 1.1，等截面矩形直梁，简支于两个支座上。荷载通过砝码钩对 称地加在梁上，梁中间部分产生纯弯曲。这时梁上、下表面的应变大小相等，符号相反。在 梁中点处安置百分表，以便量测梁在荷载作用下中点的挠度。根据所测挠度值，就可以计算 对应的应变值。 实验时桥路分别用1/4 桥、半桥进行多点测量，桥路图如图1.2 所示。 四、进行方法 1、应变片在使用前进行以下几项基本性能的检验 （1）几何尺寸及外观 几何尺寸应一致，标距长度符合要求。丝栅平直，排列整齐， 无锈斑。 （2 ）初始电阻 应逐片量测应变片的初始电阻。为便于应变仪的调平，接在同一台 应变仪的应变片，阻值差不得大于0.5 Ω。否则不易调平。 （3 ）灵敏系数值 接在同一台仪器上的应变片，灵敏系数K 值应相等，这样可减少 量测值的换算。 1 （4 ）绝缘度 这里是指基底材料与丝栅间的绝缘程度，一般大于500M Ω。量测绝缘 度只能用100V 低压高阻表，不得使用摇表，以防击穿。 经过上述检验后的应变片方可正式使用。 图 1.1 2 、灵敏系数的标定方法 （1）仔细阅读应变仪使用说明书，掌握应变仪使用方法