实验力学实验
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实验2 电阻应变片的灵敏系数测定
(方案一)
一、实验目的 1．进一步了解电阻应变片相对电阻变化与所受应变之间的关系。 2．掌握电阻应变片灵敏系数的测定方法。 二、实验原理 电阻应变片粘贴在试件上受应变ε 时，其电阻产生的相对变化 与ε 之 间有下列关系：
三、实验仪器、设备 1．等强度梁和加载装置， 温度补偿块，补偿块上已在实验1时粘 贴了应变片并接线 2．挠度计、带有千分表。 3，电阻应变仪。 四、实验步骤
四、实验报告要求 1．按材料弹性模星E＝2.10 xl06kg／cm2，计算等强度梁在10公斤载荷下纵向 表面应变值。 2．将电四应变花测量数据计算主应变和主方向， 与计算纵向应变值比较， 并讨论电阻应变花测量结果。附主应变及主方向计算公式，
0 90 1 2 2 0 90 2 45 0 90 2 2 2 45 0 90 tan 2 0 90
三、实验装置 旋转抽的动态应变实验绽设如图8—2所示，由1．电动机。2．轴承支座、砝码、 杠杆等组成加载装置。3．试件(圆轴)。4．电励式集流器。5．动态应变仪(y6D2 或Y5D2等)。6．记录器(阴极射线示被器sBl4或光线示波器sGl6或5G10等)。 在试件中部上下对称沿轴线方向各贴一应变片，试件在与轴承配合的部位开有 凹槽，应变片的引线可通过此凹槽与
集流器的接线盘连接，每一引线与集流器的一个通道相接。通过杠杆及轴 承支座，硷码载荷p传递到试件上，使试件中段受有等孪矩A4＝音j，因此 在如图8—2位置时，应变片的应变数值为最大s＝7入i，在上面的应变片R n为负应变，下面的应密片R：为正应变。电动机转动时试件随着转动， 但因防码P力方向始终向下，因此试件上应变片的应变发生变化，当应变 片在弯曲中性层位置时，其应变为零，如果上面应变片转到下面位置时， 其应变变为正，原下面应变片的应变则反之，应变变化规律为一正弦曲线。 应变片的应变信号通过电刷集流器传递到动态应变仪，然后由记录仪记录 下应变波形进行分析。
滑动接触来传递应变信号，称为接触式集流器，第四种是利用电磁感应来 传递应变信号，称为无接触式集流器。图8—I中所示为上述四种集流器工作 原理简图。 为了保证旋转构件的应变测量，集流器应满足下列性能要求； 1．集流器转子与定子之间接触电阻要求小而稳定，因为集流器是串接在 应变片与应变仪之间的测量线路内，其接触电阻直接影响测量结果，由于 应变片在应变测量时电因变化很小，因此要求集流器的接触电阻更小，并 且在测量过程中接触电阻稳定不变，否则在应变测量时，在应变波形曲线 上出现无规则的毛刺，产生所谓噪声信号，如噪声信号过大， 则无法测得正确的应变值。 2．要求集流器在工作时摩擦升温小，由于摩擦升温造成元件之间温差， 在测量线路中产生热电势，造成测量误差及增加噪声信号。 3．集流器各通道及地之间要有良好绝缘电阻，以免泄漏电阻并入，导致 测量误差，一般要求绝缘电阻大于200兆欧。
4．集流器的体积要小，能安装在被测构件允许空间位置上，同时能承受 出于工作时所产生温度及振动等影响。 5．工作寿命长，使用安全，对有意材料(如水银等)要采取防护措施。 目前国内外已成功的制造了各种性能良好的集流器，使用最多的为5h刷 式集流器，它是利用电刷(含银石墨，80﹪的银与20﹪的石墨)和银环的滑 动接触来传递应变信气它和电动机中电刷作用相仿，所不同的是它的接触 电阻要小将色可使x1在每分钟4万转速的旋转构件应变测量中。
五、实验报告要求
实验3 电阻应变片横向效应系数测定(方案一)
一、实验目的 1．学会一种测定电阻变片横向效应系数的方法 2．练习使用静态电阻应变仪和预调平衡
二、实验仪器和设备 贴有应变片的等强度梁，补偿块及加裁装置。 静态电阻应变仪(yJ—5)和预调平衡箱。
实验4 电阻应变片在电桥中的接法
max min
实验8 旋转轴的动态应变测量
一、实验目的 1，了解旋转构件动态应变的测量方法。 2．熟悉集流器的使用；接线方法。 3．对动态应变曲线进行分析。
二、概述 在研究机械强度时，往往要求机械在旋转运动时进行应变测量，例如汽轮机的叶 片、柴油机的曲轴、水轮机的大轴、拖拉机的动力输出轴等。因为在运动中测量所 得的应变直接反映了工作真实情况，特别是对于一些载荷分析不太清楚的机械更具 有实际意义。 旋转运动构件的应变测量其主要问题是应变信号的传递，因为应变片粘贴在构件 上与构件一块旋转，而应变仪是静止不动的，如果导线直接与应变仪连接会被绞断， 必须采用无线电应变遥测装置或在旋转构件与应变仪之间设置—连接器，此连接器 可使导线既不被绞断又能很好传递应变信号，被称为集流器(或引电器)。 集流器是由二部分组成，一部分与应变片的引出线连接，随构件转动，称为转子。 另一部分与应变仪导线连接，静止不动，称为定子。转子与定子能够相对运动，而 又能传递应变片转换的电信号。集流器按工作原理、结构及其使用 材料分有下列四种，1 ． 拉线式集流器2．电刷式集流器。3．水银集流器。4．感 应式集流器。前三种是利用转子与定子
五、实验报告要求； 1．讨论应变片各种接桥法，比较其优缺点。 2．按实验步骤完成实验，并整理各种接法的实验数据。
Fra Baidu bibliotek验6 电阻应变花和静载荷下多点应变测量
一、实验目的 1．掌握多点静态应变测量技术。 2．学会用电阻应变花方法求解主应变和主方向。 二、实验仪器和设备 1．等强度梁装置连加载砝码。 2．应变片在等强度梁上粘贴成电阻应变花如图6—1所示， 在补偿块上粘贴2 片温度补偿应变片。 (巳由实验1完成）。 3．电阻应变仪及预调平衡箱。 三、实验方法与步骤 用电阻应变仪和预调平衡箱，将等强度梁上两组电阻应变花与补偿块上温度补 偿应变片接成半桥，预调平衡箱上用AB接测量应变片，BC接补偿应变片，预调 零点后，在10公斤载荷下测量应变，加卸载三次，分别记录各应变片初读数和未 读数，按表6—1整理数极，并根据应变花计算公式计算主应变。
一、实验目的 I。掌握在静载荷下使用静态电阻应变仪的单点应变测 2．学会电阻应变片半桥、全桥接法。 二、实验仪器、设备 1．等强度梁装置，连加载砧码。 2．应变片，在等强度梁上下表面粘贴四枚，在补偿块
(方案一)
三、实验原理与方法。 电阻应变仪电桥输出U与各桥臂应变片的指示应变ε有下列关系：
四、实验步骤 分别按图4—2所示各种接法接成桥路。
(方案一)
一、实验目的 1．进一步了解电阻应变片相对电阻变化与所受应变之间的关系。 2．掌握电阻应变片灵敏系数的测定方法。 二、实验原理 电阻应变片粘贴在试件上受应变ε 时，其电阻产生的相对变化 与ε 之 间有下列关系：
三、实验仪器、设备 1．等强度梁和加载装置， 温度补偿块，补偿块上已在实验1时粘 贴了应变片并接线 2．挠度计、带有千分表。 3，电阻应变仪。 四、实验步骤
四、实验报告要求 1．按材料弹性模星E＝2.10 xl06kg／cm2，计算等强度梁在10公斤载荷下纵向 表面应变值。 2．将电四应变花测量数据计算主应变和主方向， 与计算纵向应变值比较， 并讨论电阻应变花测量结果。附主应变及主方向计算公式，
0 90 1 2 2 0 90 2 45 0 90 2 2 2 45 0 90 tan 2 0 90
三、实验装置 旋转抽的动态应变实验绽设如图8—2所示，由1．电动机。2．轴承支座、砝码、 杠杆等组成加载装置。3．试件(圆轴)。4．电励式集流器。5．动态应变仪(y6D2 或Y5D2等)。6．记录器(阴极射线示被器sBl4或光线示波器sGl6或5G10等)。 在试件中部上下对称沿轴线方向各贴一应变片，试件在与轴承配合的部位开有 凹槽，应变片的引线可通过此凹槽与
集流器的接线盘连接，每一引线与集流器的一个通道相接。通过杠杆及轴 承支座，硷码载荷p传递到试件上，使试件中段受有等孪矩A4＝音j，因此 在如图8—2位置时，应变片的应变数值为最大s＝7入i，在上面的应变片R n为负应变，下面的应密片R：为正应变。电动机转动时试件随着转动， 但因防码P力方向始终向下，因此试件上应变片的应变发生变化，当应变 片在弯曲中性层位置时，其应变为零，如果上面应变片转到下面位置时， 其应变变为正，原下面应变片的应变则反之，应变变化规律为一正弦曲线。 应变片的应变信号通过电刷集流器传递到动态应变仪，然后由记录仪记录 下应变波形进行分析。
滑动接触来传递应变信号，称为接触式集流器，第四种是利用电磁感应来 传递应变信号，称为无接触式集流器。图8—I中所示为上述四种集流器工作 原理简图。 为了保证旋转构件的应变测量，集流器应满足下列性能要求； 1．集流器转子与定子之间接触电阻要求小而稳定，因为集流器是串接在 应变片与应变仪之间的测量线路内，其接触电阻直接影响测量结果，由于 应变片在应变测量时电因变化很小，因此要求集流器的接触电阻更小，并 且在测量过程中接触电阻稳定不变，否则在应变测量时，在应变波形曲线 上出现无规则的毛刺，产生所谓噪声信号，如噪声信号过大， 则无法测得正确的应变值。 2．要求集流器在工作时摩擦升温小，由于摩擦升温造成元件之间温差， 在测量线路中产生热电势，造成测量误差及增加噪声信号。 3．集流器各通道及地之间要有良好绝缘电阻，以免泄漏电阻并入，导致 测量误差，一般要求绝缘电阻大于200兆欧。
4．集流器的体积要小，能安装在被测构件允许空间位置上，同时能承受 出于工作时所产生温度及振动等影响。 5．工作寿命长，使用安全，对有意材料(如水银等)要采取防护措施。 目前国内外已成功的制造了各种性能良好的集流器，使用最多的为5h刷 式集流器，它是利用电刷(含银石墨，80﹪的银与20﹪的石墨)和银环的滑 动接触来传递应变信气它和电动机中电刷作用相仿，所不同的是它的接触 电阻要小将色可使x1在每分钟4万转速的旋转构件应变测量中。
五、实验报告要求
实验3 电阻应变片横向效应系数测定(方案一)
一、实验目的 1．学会一种测定电阻变片横向效应系数的方法 2．练习使用静态电阻应变仪和预调平衡
二、实验仪器和设备 贴有应变片的等强度梁，补偿块及加裁装置。 静态电阻应变仪(yJ—5)和预调平衡箱。
实验4 电阻应变片在电桥中的接法
max min
实验8 旋转轴的动态应变测量
一、实验目的 1，了解旋转构件动态应变的测量方法。 2．熟悉集流器的使用；接线方法。 3．对动态应变曲线进行分析。
二、概述 在研究机械强度时，往往要求机械在旋转运动时进行应变测量，例如汽轮机的叶 片、柴油机的曲轴、水轮机的大轴、拖拉机的动力输出轴等。因为在运动中测量所 得的应变直接反映了工作真实情况，特别是对于一些载荷分析不太清楚的机械更具 有实际意义。 旋转运动构件的应变测量其主要问题是应变信号的传递，因为应变片粘贴在构件 上与构件一块旋转，而应变仪是静止不动的，如果导线直接与应变仪连接会被绞断， 必须采用无线电应变遥测装置或在旋转构件与应变仪之间设置—连接器，此连接器 可使导线既不被绞断又能很好传递应变信号，被称为集流器(或引电器)。 集流器是由二部分组成，一部分与应变片的引出线连接，随构件转动，称为转子。 另一部分与应变仪导线连接，静止不动，称为定子。转子与定子能够相对运动，而 又能传递应变片转换的电信号。集流器按工作原理、结构及其使用 材料分有下列四种，1 ． 拉线式集流器2．电刷式集流器。3．水银集流器。4．感 应式集流器。前三种是利用转子与定子
五、实验报告要求； 1．讨论应变片各种接桥法，比较其优缺点。 2．按实验步骤完成实验，并整理各种接法的实验数据。
Fra Baidu bibliotek验6 电阻应变花和静载荷下多点应变测量
一、实验目的 1．掌握多点静态应变测量技术。 2．学会用电阻应变花方法求解主应变和主方向。 二、实验仪器和设备 1．等强度梁装置连加载砝码。 2．应变片在等强度梁上粘贴成电阻应变花如图6—1所示， 在补偿块上粘贴2 片温度补偿应变片。 (巳由实验1完成）。 3．电阻应变仪及预调平衡箱。 三、实验方法与步骤 用电阻应变仪和预调平衡箱，将等强度梁上两组电阻应变花与补偿块上温度补 偿应变片接成半桥，预调平衡箱上用AB接测量应变片，BC接补偿应变片，预调 零点后，在10公斤载荷下测量应变，加卸载三次，分别记录各应变片初读数和未 读数，按表6—1整理数极，并根据应变花计算公式计算主应变。
一、实验目的 I。掌握在静载荷下使用静态电阻应变仪的单点应变测 2．学会电阻应变片半桥、全桥接法。 二、实验仪器、设备 1．等强度梁装置，连加载砧码。 2．应变片，在等强度梁上下表面粘贴四枚，在补偿块
(方案一)
三、实验原理与方法。 电阻应变仪电桥输出U与各桥臂应变片的指示应变ε有下列关系：
四、实验步骤 分别按图4—2所示各种接法接成桥路。