岩土工程测试技术(第二章)测试技术基础知识.pptVIP

相对变化：01例如当金属丝被拉伸了的了dL，截面积缩小了ds，而电阻率变化了dp，则：02引入轴向相对变形（或称为应变）壹贰，则有：叁或：肆应变灵敏系数K伍金属材料的电阻的相对变化与应变的关系对于半导体材料：对于金属材料：电阻率发生变化的影响几何形状变化的影响应变的灵敏系数K受二个因素的影响：讨论：EDCBAF3.1.2电阻应变片的结构电阻丝—是应变片的转换元件基底—将传感器弹性体表面的应变传递到电阻丝栅上的中间介质并起到电阻丝与弹性体之间绝缘和保护的作用黏合剂—将电阻丝与基底粘贴在一起引出线—连接测量导线01电阻应变片02金属应变片03半导体应变片04丝式05箔式06薄膜式07半导体敏感条3.1.3电阻应变片的分类应用直接测量结构的应变或应力将应变片贴于弹性组件上，测力、位移、压力、加速度等弹性组件得到与被测量成正比的应变，再由转变为的变化，再由后续电路转变为电压的变化010302案例1：桥梁固有频率测量原理：在桥中设置一三角形障碍物，利用汽车碍时的冲击对桥梁进行激励，再通过应变片测量桥梁动态变形，得到桥梁固有频率。案例2：电子称原理将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出测量应变的灵敏度和精度高，性能稳定、可靠，可测1～2με，误差小于1％01应变片尺寸小、重量轻、结构简单、使用方便、测量速度快。测量时对被测件的工作状态和应力分布基本上无影响。既可用于静态测量，又可用于动态测量02测量范围大。既可测量弹性变形，也可测量塑性变形。变形范围可从1％～2％03适应性强。可在高温、超低温、高压、水下、强磁场以及核辐射等恶劣环境下使用…………？04便于多点测量、远距离测量和遥测05价格便宜，品种多，工艺较成熟，便于选择和使用，可以测量各种物理量06应变片的优点：当实际使用应变片的条件与其灵敏系数K的标定条件不同时,如μ≠0.285或受非单向应力状态，由于横向效应的影响，实际K值要改变，如仍按标称灵敏系数来进行计算,可能造成较大误差A应变片的灵敏系数K是通过抽样测定得到的，因为应变片粘贴到试件上以后，就不能取下再用，所以只能在每批产品中提取一定比例（一般为5%）的应变片，测定灵敏系数K值，然后取其平均值作为这批产品的灵敏系数，这就是产品包装盒上注明的“标称灵敏系数”B应变片的使用说明用应变片构成应变式传感器，如何将应变栅粘贴在基片上是能否将其应用于测量的关键之一，因此对粘合剂有苛刻的要求。常用的粘合剂为有机粘合剂，如硝化纤维粘合剂，用于粘合纸质基底；酚醛类粘合剂，常用于粘合酚醛胶膜玻璃纤维布、胶膜玻璃纤维布等。粘贴必须遵循粘贴工艺，才有可能使应变片正常工作由于应变片敏感栅是对温度变化敏感的材料，因此选用时应注意温度的影响一是由于电阻丝温度系数的存在，当温度改变时，应变片自身的电阻值发生变化01二是当电阻丝与试件材料的线膨胀系数不同时，温度改变将引起附加变形，使应变片产生附加电阻02温度误差产生的原因电阻应变片的温度误差敏感栅电阻丝电阻的变化值为:01式中──温度为t℃时电阻丝电阻的变化值；R0──温度为t0℃时的电阻值；──电阻丝的电阻温度系数，表示温度变化1℃时，电阻的相对变化；t──温度变化值，△t=t－t0。02当环境温度变化△t℃时，粘贴在试件表面的应变片敏感栅材料的电阻温度系数为03(1)温度系数产生的误差21由于敏感栅材料和被测试件材料两者线膨胀系数不同，当环境温度变化△t℃时，将引起应变片的附加应变，其值为:式中──试件材料的线膨胀系数；──敏感栅电阻丝的线膨胀系数。相应的电阻变化值为:(2)不同线膨胀系数产生的温度误差可得由于温度变化而引起应变片总的电阻相对变化量为式中──电阻应变片的电阻温度系数上式表明，因环境温度改变而引起的附加电阻的相对变化量除与环境温度变化有关外，还与应变片自身的性能参数以及被测试件线膨胀系数有关321总的温度误差3.2光纤传感器光纤的基本结构光纤传感技术是20世纪70年代伴随着光纤通信技术的发展而出现并迅速发展起来的一种以光为载体、光纤为媒介、感知和传输外界信号（被测量）的新型传感技术传感型光纤传感器光波在光纤中传播时表征光波的特征参量（波长、振幅、相位、偏振态等）因外界因素（如温度、压力、磁场、电场、位移、转动等）的作用而间接或直接地发生变化，从而可将光纤用作传感元件来探测各种物理量光纤传感器被测量分类01点式光