静态应力-应变测量实验指导

实验静态应力-应变测量

一、实验目的

1、掌握用电阻应变片组成测量电桥的方法；

2、掌握应变数据采集分析仪的使用方法；

3、验证电桥的和差特性及温度补偿作用；

4、验证测量应变值与理论计算值的一致性。

二、实验原理

1、计算机测试系统：被测信号通过传感器转为电信号（电压或电流信号），通过信号调节环节使输出大小与被测信号大小完全对应。信号调节环节还设置不同的滤波频率，对干扰谐波进行过滤，使信号调理输出消除杂波影响。经过调理环节的标准电压接入多路转换器，进入采样保持器及转换芯片进行数字化转换，转换后的数字信号在接口电路里锁存，再进入计算机，经过运算处理后显示、绘图或打印。

2、电桥的和差特性：电桥的输出电压与电阻（或应变）变化的符号有关。即相邻臂电阻或应变变化，同号相减，异号相加；而相对臂则相反，同号相加，异号相减。

3、利用桥路的和差特性可以提高电桥灵敏度、补偿温度影响，从复杂应力状态中测取某一应力、消除非测量应力。

三、主要仪器及耗材

等强度梁实验台、WS-3811应变数据采集分析仪、计算机、砝码

四、实验内容和步骤

1．了解所采用的静动态应变数据采集仪的正确使用（见附录）;

2．接线；（参照附录）

3．组桥方法和顺序，按图（3-1）所示的组桥方法和顺序组成各种测量电桥。

4．测量；

a) 平衡电桥；

b) 加载及卸载：把每一级加载及卸载后的读数值计入表中。

c) 根据（图3-1）的组桥方法和顺序分别加、卸载测量。并将所测的应变值分别记入

表中，然后将各表（各种组桥方式）的数据进行比较。

五、实验报告要求

1．简叙实验方法，按表列出试验数据;

2．根据试验数据计算机械滞后及非线性。

3．计算在测量载荷下，梁的理论应变值并与实测值相比较。

4．根据试验记录和计算结果说明电桥加减特性。

5、写出实验结果，分析、讨论等部分；

6、说明温度对电阻应变值的影响，应如何消除该影响。

六、思考题

1、利用和差特性，在测量中所起到哪些作用?

2、在测量中为什么要进行温度补偿，进行温度补偿必须满足哪些条件? （附录）WS-3811应变数据采集仪：

WS-3811数字式应变数据采集仪采用最新数字技术，能直接把应变量转换为数字量，能通过网络接口（TCP/IP协议）把数据传输给计算机，克服了常规应变仪只能输出模拟量（还需要另配采集仪）的缺陷，便于试验室和野外测试工作，由于该应变仪采用了网络接口，可实现多台组网操作，方便扩展。

1、测量方式;计算机程控；

2、桥路形式：半桥（公共补偿片），半桥，全桥；

3、桥路电阻：120Ω、240Ω、350Ω、500Ω、1000Ω；

4、灵敏系数：1.00～9.99；

5、采样速率：1点/秒(脱机使用)，10点/秒（联机使用）；

6、稳定度：±3με/2h. 1με/℃；

7、程控应变量程: ±20000με；

8、线性度：0.1％FS；

9、平衡方式：(程控)自动平衡；

10、漂移：时间零点漂移：≤3me/4小时；

温度漂移：小于1me/℃(工作温度范围内)；

11、工作环境：0～40℃；20~85%RH；

12、电源：AC220V/50Hz；DC5V 功率：3W；