岩土工程测试技术(2).pptVIP

2.1 电阻应变片 2.1 电阻应变片 2.1 电阻应变片 2.1 电阻应变片 2.1 电阻应变片 2.1 电阻应变片 2.1 电阻应变片 * * 第二章：电阻应变片测量技术 电阻应变式传感器 金属丝式 半导体式 1）原理 第二章：电阻应变片测量技术 2.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 轴向/纵向应变 径向/横向应变 泊松比 压阻系数 弹性模量 2.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 2.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 金属丝 半导体 2）类型 第二章：电阻应变片测量技术 灵敏度系数高，温度稳定性好 半导体 横向效应小，散热条件好，蠕变小，疲劳寿命长 箔式 横向效应小，疲劳寿命低 短接线式 横向效应大，价格便宜 丝绕式 金属丝式 敏感栅材料 第二章：电阻应变片测量技术 用于平面应力测量 应变花 用于测量单向的应力应变 单轴 敏感栅形状 第二章：电阻应变片测量技术 高温应变片 临时基底 高温应变片 金属基 耐湿、耐热、耐久性较好 胶基 耐湿、耐热、耐久性差 纸基 基底材料 第二章：电阻应变片测量技术 应变片式传感器 特殊用途 一般用途 用途 3)优缺点及用途 优点： 缺点： 体积小、重量轻、动态响应快、精度高、使用简便、灵敏度高、频响范围宽、测量范围大 热稳定性差、灵敏度系数分散度大、大应变时非线性误差大 用途： 应变、应力、位移、加速度、速度、扭矩等的高精度测量 第二章：电阻应变片测量技术 4)应变片的工作特性 ①横向效应：应变片横向部分线栅与纵向部分线栅电阻应变符号相反，使应变减小。 ②应变片的电阻值：初始状态，室温测得的电阻值。 ③机械滞后量：恒温下，各应力水平加卸载应变片指示应变的最大差值。 2.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 ⑥应变极限：室温，对试件逐渐加载，应变片应变与机械应变相对误差 达到规定值。 ④零点漂移：恒温、试件不受力，应变片指示应变随时间的变化； 1.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 ⑤蠕变：恒温，试件受恒定机械应变，应变片指示应变随时间的变化。 ⑦绝缘电阻：敏感栅及引线与被测试件之间的电阻。 ⑨最大工作电流：允许通过应变片而不影响其工作特性的最大电流。 ⑧疲劳寿命：在恒定加载幅值交变应力作用下，应变片疲劳损坏的加载次数。 2.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 5)应变片的选用 ①工作环境 ②被测材料的性质 ③被测试件的受力状态和应变性质 2.1 电阻应变片 第二章：电阻应变片测量技术 ④测量精度 惠根斯直流电桥 A B C D R1 R2 R3 R4 V ——可有效测量10 ～10 数量级的微小电阻变化率 －3 －6 2.2 应变测量电路 第二章：电阻应变片测量技术 惠根斯直流电桥 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 当： ， 等臂电桥 假设 阻值有 变化 输出电压与应变在一定范围内成线性关系 2.2 应变测量电路 第二章：电阻应变片测量技术 惠根斯直流电桥 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 假设 阻值分别有 的变化 2.2 应变测量电路 第二章：电阻应变片测量技术 惠根斯直流电桥 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 讨论： ①全等臂电桥 ②输入对称电桥 ③电源对称电桥 令： 有： 2.2 应变测量电路 第二章：电阻应变片测量技术 惠根斯直流电桥 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 电桥的加减特性： 相邻桥臂应变极性如果一致，则输出电压为2者之差；如果极性不一致，则输出电压为2者之和 2.2 应变测量电路 第二章：电阻应变片测量技术 1）电阻串联平衡法 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 2.3 电桥平衡 第二章：电阻应变片测量技术 2）电阻并联平衡法 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 2.3 电桥平衡 第二章：电阻应变片测量技术 3）电阻无触点平衡法 A B C D R1 R2 R3 R4 UDB 2.3 电桥平衡 第二章：电阻应变片测量技术 1）布片一般原则 2.4 应力应变测量 第二章：电阻应变片测量技术 ①首先考虑应力集中区和边界上的危险点，选择主应力最大，最能反映其力学规律的点贴片； ②利用结构的对称性布点，充分利用电桥的加减特性，可以达到温度补偿、提高灵敏度； ③当测量荷载时，应尽量避开应力-应变非线性区贴片； ④在用力已知部位安排适当的测点，用于验证测试结构的可靠性。 2）接桥方法 2.4 应力应变测量 第二章：电阻应变片测量技术 ①半桥法：用两个电阻应变片作为电桥的相邻臂，另外两臂为精密无感电阻； ②全桥法：电桥的四个臂全由电