应变计教学讲座.ppt

第二章 应变计 2－1 电阻应变计 2－1－1 应变计的基本构造 敏感栅 φ0.015～ 0.05mm 引线 镀银铜丝 基底 纸、酚醛塑料 盖层 纸、酚醛塑料 粘结剂 敏感栅材料性能 敏感栅材料性能(续） 应变计粘结剂 应变计粘结剂（续） 常 低 中 应变计粘结剂（续） 2－1－2电阻应变计工作原理 一、金属丝的灵敏系数 固接在构件上的应变计将随构件一起变形，敏感栅丝的电阻： 取对数并作微分： 单向拉伸时，依据泊松比有： 其中电阻率相对变化于1917年由ВриджмЕн给出： 对一定的材料和工艺，m是常数。将V＝LA代入 即有 称为金属丝的灵敏系数 （2－2）式成为 注意康铜 m≈1 对其它金属，也可以作出变化图如右。 注意进入塑性时的突变和塑性后的平行 二、应变计的灵敏系数 应变计由于回绕和基底等的影响 K≠K0 它们一般具有关系（实际是测量） b－基底和粘结剂传递应变到敏感栅的过渡区有效宽度 a－过渡区的长度 h－基底、粘结剂的总厚度 L－敏感栅的丝长 μb－基底、粘结剂层的泊松比 A－敏感栅的丝栅截面积 Eb－基底、粘结剂层弹性模量 Es－敏感栅的材料弹性模量 2－2电阻应变计的工作特性 依据电阻应变计国家标准 GB/T 13992-92 常温计有十个工作特性，分别为： 1 灵敏系数 K 2 电阻值 R 3 横向效应系数 H 4 零点漂移 P 和蠕变θ 5 机械滞后 6 应变极限 7 疲劳寿命 N 8 热输出 εT 9 绝缘电阻 Rm 10 灵敏系数随温度变化 KT 2－2－1 应变计灵敏系数 定义：单向应力时 一般是抽样检测 检定装置 等强度梁 纯弯梁 。。。 等强度梁标定法 先经过±1100μm/m的三次预加载，再依次检定电阻相对变化率和轴向应变 平均灵敏系数 灵敏系数的分散度用tσ表示 t是t分布的置信系数（取置信度95％） 28 实验结果表示为： 2－2－2横向效应系数 定义：单向应变场，横、综两向电阻相对变化率之比： 其中 箔式应变计横向效应系数的理论表达(与什么有关） 纵向部分电阻增量 横向部分电阻增量 纵向片: 横向片: 代入 H越小越好，分为三部分讨论： 1、加大线密度n/B, 受技术限制 2、改变纵、横栅线的截面积 3、相同材料的金属丝灵敏系数相同 再次强调：实用的H是标定得到的 H的标定方法： 一、单向应变场标定 如上。仅需在三次测量后取平均值计算即可 二、单向应力场标定 在单向应力场中沿纵、横贴两片应变计，电阻相对变化率为： 相除即有 可以解出 μ为标定梁的泊松比 H的值越小越好。一般约为1～2％ 2－2－3 热输出 定义：在温度条件下、不受应力载荷作用时应变计产生的随温度而变的表观应变输出。见右图 金属的电阻率与温度有关 ρT、ρ0分别为温度T、T0时的电阻率 αT电阻的温度系数 经分析有：温度变化形成的总电阻相对变化对应的指示应变输出 平均热输出系数 定义： 热输出检定方法： 给定温升、测热输出、记录即可（高温细讲） 2-2-4 应变计电阻（P48） 室温、未安装、无外力时的电阻值 标称阻值：60，120，200，350，500，1000 Ω 2-2-5 机械滞后（Zj）（P48） 恒温时，已安装应变计在增加和减少机械应变过程中，同一机械应变下指示应变的差数。 反复加卸载可减小 2-2-6 应变计漂移（P） 已安装应变计、恒温、不受力时，指示应变随时间的变化。 2-2-7蠕变（θ） 已安装应变计，恒温、恒应变时，指示应变随时间的变化。 2-2-8 应变极限（εlim） 已安装应变计，恒温、指示应变和真实应变的相对误差不超过规定值（一般为±10％）时的最大真实应变。一般在8000～20000，大应变计可达10万至20万（10～20％） 2-2-9 绝缘电阻（Rm） 已安装应变计，敏感栅和引线到被测试件间的电阻。 受潮湿影响极大 一般：500～1000 MΩ 2-2-10 疲劳寿命（N） 已安装应变计，受恒幅交变应力，连续工作到疲劳损坏时的循环次数 测量时交变应变幅值：±1000 μm/m （偏心轮作用的等应力梁） 2-2-11 灵敏系数随温度变化（KT） KTm、KT0：极限、平常温度下的灵敏系数 应变计的灵敏系数在工作范围内并不是常数，它随温度而变。 一般在等弯矩梁上测量，并用工作范围每100℃的变化dK衡量 电阻应变计