实验三应变片横向效应系数的测定

实验三 应变片横向效应系数的测定
一、概况
我们理想中的应变片应是，只对沿其栅长方向的应变敏感，而在栅宽方向表现为“绝对迟钝”，但是，各类应变片，对与其轴线垂直的横向应变，都程度不同地有所反应，即有所谓横向效应，这样其后果有二：一是采用制造厂提供的灵敏系数值，仅当使用条件与标定条件相同才准确；二是应变片用于双向应力场时，沿栅宽方向的应变可能导致明显的读数误差，以致欲得到任何给定方向的应变，都须互相垂直地安装两片，得到两个应变读数，进行修正计算才行。

这样看来，衡量一类应变片性能的好坏，除灵敏系数大小外，还应有一个横向效应大小的标准，这就是横向效应系数。

应变片的横向效应系数，虽然有计算公式可求得，但实际上均不采用，这主要是应变片敏感栅的形状和几何尺寸不可能作得很准确，总存在误差，而且它还与应变片的基底，粘结剂以及制造片时的工艺质量有关，因此常用实验的方法测定。

二、目的
学会一种测定电阻应变片横向效应系数的方法。

三、实验设备和仪器
1、贴有应变片的矩形截面纯弯梁或等强度梁，及加载装置。

2、DH3818静态电阻应变仪。

3、游标卡尺
四、实验原理及方法
在矩形截面梁或等强度梁表面上轴向和横向贴两片应变片(见图2-1)1R 和2R ，当矩形截面梁受力而弯曲时应变片1受拉应变1e ，应变片2因泊松效应受压应变21e me =-用电阻应变仪分别测量其相对电阻变化1()R R D 和2()R R
D 有下列公式： 111112
()()L E L E R K K K R
K K e e me e e D =?+-=+仪仪 (2-1) 21121
()()E L L E R K K K R
K K e e me e e D =?+-=+仪2仪 (2-2) 其中K 仪为电阻应变仪灵敏系数庙宇值(一般令K 仪=2.0)假设测量两个应变片的
R R D 时K 仪放在相同位置。

L K 为应变片纵向灵敏系数。

E K 为应变片横向灵敏系数。

m 为梁材料的泊松比。

已知m = 由定义知，应变片的横向效应系数E L
K H K =，故若将式(2-1)或(2-2)相除，便得 1112(1)1()L L K H H K H H e e m m e e m m
--==-+-仪
仪
由此可解得： 122112()(1)100%H H H m e m e e me e me -=-+=
+仪仪
仪仪仪仪
其中，1e 仪为正，则2e 仪为负。

五、实验步骤 1、根据梁的尺寸，拟定加载方案，[]s 允许=？(视梁的材料定)加卸载三次，取三次应变读数差平均值。

2、拟定记录表格。

3、在纯弯梁或等强度梁正反面各贴一对应变片，并准备好补偿块。

4、按半桥接法分别接入预调平衡箱及电阻应变仪，预调零点。

5、加载，记录结果。

6、按有关公式计算横向效应系数，将正反面两对应变片所算得的H ，取平均值。

六、讨论的问题
1、讨论用这种方法测定应变片横向效应系数的结果和测量的误差。

2、用加长栅线或增加栅线数的方法改变应变计敏感栅的电阻值，是否能改变应变计的灵敏系数？是否改变横向效应系数？为什么？。