自动检测技术

自动检测技术实验一应变片的粘贴工艺实验一、实验目的：熟悉掌握应变片的粘贴工艺及要求。

二、应变片的粘贴工艺及要求：应变片的粘贴工艺及质量直接影响着测量的精度与成败，因此必须按照粘贴工艺规程粘贴应变片，一般步骤为：1、应变片的检查(1）外观检查用放大镜(或投影仪)进行外观检查。

凡是金属丝栅不紊乱、布置均匀。

引线牢固，底基胶层均匀者可以认为合格。

(2)阻值分选用精密电桥测量应变片的阻值，一般不超过应变片名义阻值的±0.5％时，认为其合格。

但要根据实测电阻值分组包装使用。

在同一组中，各片之间的实测电阻值偏差最好不超过±0.1Ω。

当相差为±0.5Ω时上，电阻应变仪就不易平衡了。

2、粘贴表面的清理(即试件清理)一般对贴片表面的要求为：(1)完全去掉表面的氧化皮及污垢。

通常采用手提电动砂轮，钢刷、砂布等打磨。

测点表面最好用0＃或1＃砂布打磨到▽6即可，也不易太光滑。

打磨表面为应变片基底面积的2～3倍(2)用划针在测点表面轻画贴片位置的坐标线。

(3)用丙酮（或无水乙醇、甲苯）和脱脂棉清洗。

直到没有脏物为止，晾干后即可开始粘贴应变片。

3、贴片的具体步骤一般按使用粘贴剂所要求的工艺进行。

但应注意以下几点：(以使用KH一502粘贴剂为例)(1) 粘片前粘片的工具要准备齐全。

(2) 首先在应变片如背面和清理好的试件表面上都涂上—层很薄的粘贴剂、然后将应变片按试验要求的方位贴于试件上。

(3) 贴上后，在片上盖上—层玻璃纸。

一手提住引线，用另一只手的大拇指轻轻滚压(主要用垂直压力，不要有推力)。

把多余的胶水与气泡挤出。

(4) 贴片完毕后，应变片应该整齐、干净，位置准确，胶层均匀。

4、应变片的干燥处理：在贴片完成后，应根据所用粘贴剂的干燥固化条件，进行干燥处理。

对KH一502粘贴剂。

一般可在干燥的空气中自然干燥，也可用热烘干燥，如用红外线灯烤，电吹风吹等。

5、粘贴质量的检查：对应变片粘贴质量应检查如下项目：(1)应变片粘贴位置是否准确；(2)胶水是否均匀。

有无气泡与漏贴部分，尽量给以补救。

尤其注意将两端贴牢。

(3)用万用表检查应变片是否断路或短路。

(4)用高阻计或万用表欧姆高阻挡，(如MF—10型的10K档)检查应变片与试件间的绝缘电阻。

对于一般的测量，绝缘电阻≥50～100兆欧即可。

6、导线的连接与固定：对经过检查合格的应变片，即可焊接导线并使之固定。

导线是应变片与测量仪器连接的桥梁，起着传输应变信号的作用。

因此，应选择合适的导线。

一般为了保护应变片，往往应在应变片与导线之间设有接线块(亦称过桥)。

7、应变片在干燥固化和接好导线后，应立即涂上保护层。

其作用是：防止胶层受潮，从而降低绝缘电阻，降低粘结强度，影响变形传递；防止油污腐蚀、机械损伤等。

常用的材料有凡是林、石蜡环氧树脂等。

三、实验用仪器、仪表、工具、材料等：1、应变片、导线、接线块等强度梁、补偿块；2、万用表、精密电桥、放大镜；3、KH—502粘结剂（胶水）、丙酮、脱脂棉（0＃、1＃）、玻璃纸（或聚氯乙稀膜）；4、画笔、划针、钢板尺、电烙铁、焊锡、焊油、镊子、砂布；四、实验步骤：用KH－502粘结剂，严格按照工艺规程。

耐心、细致地进行应变片的粘贴。

KH－502粘结剂使用时胶层要薄而均匀；涂胶水后在空气中暴露十分钟左右，再进行粘贴片比较理想。

此胶固化后可用基甲或丙酮溶掉。

注意勿粘触到手上严防胶液溅入眼内。

切忌用水洗。

涂油质眼膏使之脱落。

五、实验报告的内容1、详细记录所用应受片的规格、性能参数[尺寸、原始阻值，灵敏系数K值，应变片类型等]。

2、记录下应变片粘贴后的阻值，绝缘电阻值，粘贴中出现的问题及其采取的解决办法。

3、所使用仪表的精度及测量误差值。

4、若粘贴后阻值与原阻值（粘贴应阻值）不一样，试指出阻值变化的原因。

六、思考讨论题1、影响粘贴质量的因素有那些？2、怎样提高粘贴质量？3、从传递变形的角度来看，应变片只粘贴两端不粘贴中间是可以的，而实际中却不能采用，试说明不能这样粘贴的原因。

附：试件（等强度梁）上粘贴片应变片位置示意图(图1)。

图1P砝码试验二 电桥特性试验1、实验目的1.1 通过实验加深对电桥和差特性的理解； 1.2 掌握CM-1L 型静态电阻应变仪的使用方法。

2、实验仪器及设备2.1 CM-1L 型静态电阻应变仪 1 套；2.2 BDQ-1D 型等强度梁实验装置及法码 1 套。

3、实验原理及方法电阻应变仪电桥的输出电压U ∆与各桥臂电阻应变片的实际应变(12)i i ε=、、3、4有如下关系：01234()4U KU εεεε∆=-+- (1)式中：i ε—各桥臂应变片的实际值；K —应变片的灵敏系数；0U —供桥电压。

3.1 半桥接法等强度梁采用低碳钢材料，其弹性模量E=210GPa 。

等强度梁上下表面粘贴的五片应变片，分别为1R 、2R 、3R 、4R 、5R 。

半桥接线法有单臂半桥接线法和双臂半桥接线法。

a ．单臂半桥接线法单臂半桥接线法是用一个工作应变片和一个补偿应变片接成半桥。

取等强度梁上任一片应变片作为工作应变片与一补偿应变片接成半桥，即为单臂半桥接线法。

014U K U ε∆= (2)b ．双臂半桥接线双臂半桥接线是用两个工作应变片接成半桥。

取等强度梁上应变片1R 和2R (或3R 和4R )接成半桥，即为双臂半桥接线。

00112()42U K U K U εεε∆=-= (3)3.2 全桥接法全桥接线有对臂全桥接线法和四臂全桥接线法。

a ．对臂全桥接线法对臂全桥接线法是用两个工作应变片和两个补偿应变片接成全桥。

取等强度梁上应变片1R 和3R (或2R 和4R )与两个补偿应变片接成全桥，即为对臂全桥接线。

012U KU ε∆=13()εε=…………(4) b ．四臂全桥接线法’四臂全桥接线法是用四个工作应变片接成全桥，取等强度梁上应变片1R 、2R 、3R 、4R 接成全桥，即为四臂全桥接线。

0123401()4U KU U K εεεεε∆=-+-=1234()εεεε-==-=………………(5) 4、实验步骤4．1、准备工作：应变片与CM —1L 应变仪的连接：每组测点组成同一种电桥的接线方式见图1，图2，图3：图1 1/4桥接线方法图2 半桥接线方法图3 全桥接线方法同时为了方便用户的使用，本应变仪每一组内的测点也可根据需要组成不同方式的电桥。

全桥方式只需接好对应电桥的ABCD端即可。

1/4桥，半桥，全桥的混合接线参见图4。

图4 混合接线方法示意每一测试组连线应使用屏蔽电缆，长度相等，应变片阻值也应预先挑选，使其基本相等，以利桥路平衡。

4．2、按键功能及使用CM—1L系列静态应变仪键盘为矩阵式键盘，具有数字键及功能键。

数字键的功能：数字键主要用于数据采集通道的切换及K值大小的设置，由数字0～9以及增“▲”、减“▼”键组成。

功能键的功能：功能键共5键，即功能换挡键Shift、K(S)/测量键、总清/清零键、K(A)/巡检键、机号键。

有关键盘的操作介绍如下：(1)切换测点：测点的切换要求在测量界面下完成，可通过两种途径实现。

方法一：用户可通过数字键输入2位数来实现测点切换。

如由键盘输入0、2，则表头显示切换为第2测点应变。

方法二：用户可通过按“▲”“▼”键来查看各通道数据。

(2)K 值修正：当表头显示测量界面时，用户按“Shift ”+“K(S)/测量”组合键将表头显示切换为K 值修正界面，查看K 值或对K 值进行修正，即：首先在键盘按下功能换挡键Shift ，释键后再按下“K(S)/测量”键，进入K 值修正界面，表头显示当前测点应变片K 值。

在完成上述步骤后，可由数字键的输入对当前K 值进行修改。

例：当前K 值为2.000，若操作者输入四位数如1999，则表头K 值指示修正为1.999，完成对K 值的设置并自动保存，也可以通过按“▲”“▼”键来设置。

表头显示K 值时只需按下“K(S)/测量”键，表头即可切换回测量界面显示应变。

(应变值与K 值显示最显著的差别是应变值无小数点，K 值显示是2.000左右的数值)。

若设置完K 值返回测量界面，只对当前测点K 值修正，在设置完K 值后，按“K(A)/巡检键”键，则仪器所有测点的K 值被修改为与当前测量点相同的K 值并返回测量界面。

(3)总清/清零：按总清/清零键，对表头当前的测点进行清零；若该键与Shift 键相组合实现总清功能，即先按下Shift 键，再按总清/清零键对各测点自动进行清零，然后返回原测点(即总清前测点)。

(4)巡检：按一次“K(A)/巡检键”键，对各测点自动循环测量一次，并显示。

4．3、测量连线接好后打开电源，10位数码管发亮由5到0递减显示完成仪器自检进入工作状态，应变表头左部1～2位显示联机站号，3～4位显示测点P ，第5位显示正负号，第6～10位显示应变值或K 值(仪器的应变片灵敏度系数)。

预热30分钟，检查每个测量点初始不平衡值，如是该数值稳定时，表示此点连接正确。

出现不平衡数值有大的跳变或显示“E ”时，应查明应变片或导线是否断、短路或其他异常情况，根据具体情况排除故障。

经此检查正确后按“总清”组合键(Shift+总清/清零)进行巡检清零。

总清后给测件加载，加载完成后按“K(A)巡检”键，仪器以约每秒一测点的速率进行显示，也可通过数字键切换显示测点。

表1 各种组桥方式测量结果表（213K K ==.）4.4、按照表1中序号顺序分别组桥测量。

4.5、按递增法逐级加载、卸载(按递减法逐级卸载)三次，记录各级载荷所对应的应变值，并取其三次数据的平均值记入表1。

5、实验报告要求5.1 按上页表中顺序分别记录、整理数据。

5.2 讨论分析应变片各种组桥方法，比较其优缺点。

一、试验目的：掌握电桥特性，以便在实际使用中能正确地接桥。

使用仪器。

二、试验要求：1、熟悉电桥平衡及输出的概念及电压输出公式；2、掌握电桥的桥路温度补偿原理；3、试验前仔细阅读有关应变仪的使用说明，掌握应变仪的使用、操作方法和注意事项。

三、试验用设备与器材：a)等强度梁及加载砝码；b)CM-1L-10静态电阻应变仪。

四、试验步骤及方法：a)将所用仪器各连接线接好，各操作旋钮置于零位，灵敏系数旋钮放在与所选用应变片K值对应位置上；b)按试验报告中序号1接桥线路，接到应变仪的接线柱上，并紧连线柱；c)开启电源，调节应变仪至平衡；d)用砝码P＝（）kg给等强度梁一次加载，读出应变仪指示应变值，记入表内。

e)卸载后，待等强度梁平稳后再加载，重复三次，并将应变读数一一记入相应表格内。

取其三次数据的平均值作为仪器读数ε值并求出桥臂系数N。

计算试件表面真实应变ε填入相应表格；f)按材料力学方法计算P＝（）kg时的应变值ε计，与ε实比较，看其相差多少，并指出产生误差的原因。