电阻应变测量原理及方法
电阻应变测试原理及温度补偿方法实验
电阻应变测试原理及温度补偿方法实验一、实验目的１．掌握电阻应变片的粘贴技术。
２．初步掌握电阻应变片的绝缘处理、防潮、接线和粘贴质量检查等基本技术。
３．了解电测应力、应变实验原理与电桥接线方法。
二、实验设备及器材 １．电阻应变片。
２．试件。
３．万用表、兆欧表。
４．电烙铁、镊子、丙酮、细砂纸、药棉等工具和材料。
５．502胶水、连接导线、704胶。
６．烘干设备。
三、电测法基本原理电阻应变测量技术(简称电测法)，就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种实验方法，又称非电量电测法。
将电阻应变片粘贴在构件上，当构件受力变形时应变片也随之一起变形，应变片的电阻值发生变化，通过测量电桥将电阻变化转换成电压信号，经放大处理及模／数转换，最后直接输出应变值。
电测法在工程中得到广泛应用，其主要特点： (１) 尺寸小、重量轻、安装方便，对被测构件的应力分布不产生干扰。
(２) 精度和灵敏度高，最小应变读数为１με＝10。
6−(３) 测量范围广、适应性强，既能进行静态测试也能进行动态测试，频率响应范围从零到几万赫。
还可以在高、低温及高压、水中等特殊条件下进行测量。
(４) 可测量多种力学量。
采用应变片作为敏感元件制成各种传感器可测力、位移、压强、转角、速度、加速度、扭矩等。
但电测法也有局限性，其缺点是： (１) 只能测构件表面的应变，并且是有限个点，测量数据是离散的，难以得到整个应力-应变场的分布全貌。
(２)对于应力集中和应变梯度较大的部位，会引起比较大的误差。
四、电阻应变片１．工作原理 由物理学可知，金属导线的电阻为：Ｒ=A Ｌ/ρ (2 - 1)式中：ρ为导线材料电阻率；Ｌ为导线长度；A 为导线截面积。
当金属导线因受力变形引起电阻相对变化，对式(2-1)两边取对数再微分得：ＡＡＬＬＲＲd d d d −+=ρρ(2 - 2)式中：ρρd ≈ ⎟⎠⎞⎜⎝⎛+=ＬL ＡＡＣＶＶＣd d d ； ε=ＬＬd ；⎟⎠⎞⎜⎝⎛−==ＬＬＤＤＡＡd 2d 2d μＣ为与材料种类和加工方法相关的常数；Ｖ为体积；ε为应变；Ｄ为导线直径；μ为导线材料泊松比。
电阻应变计(应变片)原理
图 2-1 电阻应变计的结构
图 2-2 敏感栅的尺寸
敏感栅是电阻应变计的核心组成部分，它的特性对于电阻应变计的性能有决定性的影 响。为了改善电阻应变计的性能，人们探索了多种材料的应变－电阻特性，从而发展了敏感 栅材料，包括金属、半导体和金属氧化物等。目前常用的金属敏感栅材料主要有铜镍合金、 镍铬合金、镍钼合金、铁基合金、铂基合金、钯基合金等。以金属材料为敏感栅的电阻应变 计的灵敏系数大都在 2.0 ～4.0 间。硅、锗等半导体材料由于具有压阻效应，所有也被人们 用作敏感栅的材料，以半导体材料为敏感栅的电阻应变计的灵敏系数大都在 150 左右，远高 于以金属材料为敏感栅的电阻应变计。
保证相同，使应变计性能分散，故在常温应变测量中正逐步被其它片种代替。
8
图 2-3 丝绕式应变计
图 2-4 短接式应变计
2. 短接式应变计 短接式应变计也有纸基和胶基等种类。短接式应变计由于在横向用粗铜导线短接，因而 横向效应系数很小 (<0.1％)，这是短接式应变计的最大优点。另外，在制造过程中敏感栅的 形状较易保证，故测量精度高。但由于它的焊点多，焊点处截面变化剧烈，因而这种应变计 疲劳寿命短。 2.3.2 金属箔式应变计 箔式应变计的敏感栅是用厚度为 0.002～0.005 毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属箔，采 用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程而制成（见图 2-5）。基底是在箔的另一面涂上树脂 胶，经过加温聚合而成，基底的厚度一般为 0.03～0.05mm。 与丝绕式应变计相比，箔式应变计的优点是： 1. 敏感栅很薄，且箔材与粘合层的接触面积要比丝材的大，因而粘贴牢固，有利于变
形传递，因而它所感受的应变状态与试件表面的应变状态更为接近，测量精度高； 2. 敏感栅薄而宽，在相同的横截面积条件下，箔栅的表面积比丝栅的要大，散热性好，
应变测量方法原理及优点
应变测量方法原理及优点
电阻应变测量方法是利用电阻应变片测量构件表面应变，再根据应变-应力关系得到构件的应力状态，进而对构件进行应力分析。
使用电阻应变片测试时，将电阻应变片粘贴或安装在被测物体表面，然后接入测量电路，随零部件受力变形，应变片的敏感栅随之变形，致使产生与构件表面应变成比例的电阻值变化，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。
电阻应变测量方法之所以得到广泛应用，是因为它具有下列优点。
1、测量灵敏度和精度高。
动态测试精度可达1%，静态为0.1%。
2、测量范围广。
可从1微应变测量到2万微应变。
3、电阻应变片尺寸小，重量轻、安装方便、对构件无附加力，不会影响构件的应力状态，并可用于应力梯度变化较大的应变测量中。
4、频率响应好。
可从静态应变测量到数十万赫的动态应变。
5、测量输出电信号，易于实现数字化、自动化及无线遥测。
6、可在高温、低温、高速旋转及强磁场环境下进行测量。
7、可制成各种高精度传感器，测量力、位移、加速度等物理量。
电阻应变测量方法也有自身的局限性。
1、电阻应变测量法只能测量构件表面的应变，而不能测量构件内部的应变。
2、一个应变片只能测定构件表面一个点沿某一个方向的应变，不能进行全域性的测量。
3、只能测得电阻应变片栅长范围内的平均应变值，因此对应变梯度大的应力场无法进行测量。
以上就是应变测量方法的原理及优点介绍，更多电阻应变测量方法相关内容，欢迎咨询南京聚航科技有限公司。
电阻应变测量原理及方法
目录电阻应变测量原理及方法 (2)1. 概述 (2)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2)2.1 电阻应变片的工作原理 (2)2.2 电阻应变片的构造 (4)2.3 电阻应变片的分类 (4)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6)3.1 电阻应变片的工作特性 (6)3.2 电阻应变片工作特性的标定 (10)4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (12)4.1 电阻应变片的选择 (12)4.2 电阻应变片的安装 (13)4.3 电阻应变片的防护 (14)5. 电阻应变片的测量电路 (14)5.1 直流电桥 (15)5.2 电桥的平衡 (17)5.3 测量电桥的基本特性 (18)5.4 测量电桥的连接与测量灵敏度 (19)6. 电阻应变仪 (24)6.1 静态电阻应变仪 (24)6.2 测量通道的切换 (26)6.3 公共补偿接线方法 (27)7. 应变-应力换算关系 (28)7.1 单向应力状态 (28)7.2 已知主应力方向的二向应力状态 (29)7.3 未知主应力方向的二向应力状态 (29)8. 测量电桥的应用 (31)8.1 拉压应变的测定 (31)8.2 弯曲应变的测定 (34)8.3 弯曲切应力的测定 (35)8.4 扭转切应力的测定 (36)8.5 内力分量的测定 (37)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。
电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。
应变测试原理
应力应变测试原理电阻应变测量方法是将应变转换成电信号进行测量的方法，简称电测法。
电测法的基本原理是：将电阻应变片（简称应变片）粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形，应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变测量仪器（简称电阻应变仪），可测量出应变片中电阻值的变化，并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。
其工作过程如下所示：应变——电阻变化——电压（或电流）变化——放大——记录——数据处理电测法具有灵敏度高的特点，应变片重量轻、体积小且可在高（低）温、高压等特殊环境下使用，测量过程中的输出量为电信号，便于实现自动化和数字化，并能进行远距离测量及无线遥测。
(R=ρL/A)在使用应变片测量应变时，必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。
为此，一般是把应变片接入某种电路，让其电阻值的变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号，然后，只要对这个电信号进行相应的处理就行了。
常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥，它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。
它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。
在此，仅以直流电压电桥为例加以说明。
一、电桥的输出电压电阻应变仪中的电桥线路如图A -4所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。
可取1R 为应变片、1R 和2R 为应变片或1R ～4R 均为应变片等几种形式。
A 、C 和B 、D 分别为电桥的输入端和输出端。
根据电工学原理，可导出当输入端加有电压I U 时，电桥的输出电压为()()I43214231O U R R R R R R R R U ++-=当0O =U 时，电桥处于平衡状态。
因此，电桥的平衡条件为4231R R R R =。
当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆≈44332211I O 4R R R R R R R R U U 由此可见，应变电桥有一个重要的性质：应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。
电阻应变片的原理及应用
电阻应变片的原理及应用1. 电阻应变片的原理电阻应变片是一种常见的用于测量物体形变的传感器。
它利用了金属材料在受力后导电性能的变化，通过测量电阻的变化来间接测量物体的形变。
电阻应变片的原理基于金属材料的应变效应。
当金属受到外力作用时，其晶格结构会发生变化，从而使电阻发生变化。
这种应变效应被称为压阻效应。
电阻应变片通常采用金属箔片的形式，由特殊的合金材料制成。
当受到外力拉伸或压缩时，金属箔片会产生相应的应变，从而导致电阻值发生变化。
具体来说，电阻应变片通常由四个电阻元件组成，形成一个电桥电路。
两个电阻应变片被安装在测量物体上，分别受到压缩或拉伸的力。
另外两个电阻元件被用作参考电阻，保持恒定。
当物体受力时，电桥电路中的电阻发生变化，通过测量电桥的输出电压或电流变化，可以间接测量物体的形变。
2. 电阻应变片的应用电阻应变片的应用非常广泛，下面列举了几个常见的领域：•力学研究：电阻应变片常用于力学研究领域，用于测量材料的应力和应变。
通过将电阻应变片安装在试样上，可以实时监测试样在受力过程中的应变情况，从而分析材料的力学性质。
•工程结构监测：电阻应变片在工程结构监测中得到广泛应用。
例如，在桥梁、建筑物或机械设备中安装电阻应变片，可以实时监测结构的应变情况，及时发现结构的异常变形，提前采取相应的维修措施。
•汽车工业：在汽车工业中，电阻应变片被广泛应用于刹车系统、悬挂系统和发动机控制系统等。
通过测量车辆部件的应变情况，可以提高汽车的行驶安全性和性能。
•航空航天领域：电阻应变片在航空航天领域也有重要的应用。
例如，在飞机的机翼、机身和发动机上安装电阻应变片，可以实时监测结构的应变情况，确保飞机的结构安全可靠。
•医学领域：电阻应变片在医学领域也有一定的应用。
例如，在人工关节的研发和临床应用中，电阻应变片可以用于测量人工关节在运动过程中的应变，从而评估关节的性能和使用寿命。
以上只是电阻应变片应用的几个典型领域，实际上，在工业、科研和生活中都存在着很多其他的应用场景。
电阻应变测量原理
电阻应变测量原理
电阻应变测量原理是通过利用电阻在载荷作用下产生的变化来测量物体的应变。
其原理基于电阻材料在受到应力引起形变后，电阻值会发生相应的变化。
具体而言，电阻应变测量原理可以分为配电式和全桥式测量两种。
配电式电阻应变测量原理基于电阻应变材料的电阻值与其长度成正比的关系。
当应变材料受到外力作用而产生应变时，其长度会发生变化。
由于电阻材料的电阻与其长度成正比，因此材料的电阻值也会发生改变。
通过测量电阻的变化，就可以推断出物体所受到的应变。
全桥式电阻应变测量原理则是通过构建一个电桥电路来测量电阻的变化。
这类电桥电路通常由四个电阻构成，其中一个电阻是电阻应变材料。
当应变材料受到外力作用产生应变时，其电阻值发生变化，破坏了电桥平衡条件。
通过调节其他电阻的阻值，使得电桥重新平衡，通过测量调节电阻的变化，就能得到物体所受到的应变。
总的来说，电阻应变测量原理是利用电阻材料在受到应力引起形变后，其电阻值会发生变化的特性来测量物体的应变。
无论是配电式还是全桥式，都是基于电阻的变化来推断出物体所受到的应变。
电阻应变计测量原理pps
中任何一道工序的质量未能保证，都将直 接影响测试结果。
应变计准备
贴片前，将待用的应变计进行外观检查和 阻值测量。外观检查可凭肉眼或借助放大镜进 行，目的在于观察敏感栅有无锈斑，缺陷，是 否排列整齐，基底和覆盖层有无损坏，引线是 否完好。阻值测量可用4位惠斯登电桥或数字欧 姆表，目的在于检查敏感栅是否有断路、短路， 并进行阻值分选，对于共用温度补偿的一组应 变计，阻值相差不得超过±0.5。同一次测量的 应变计，灵敏系数必须相同。
三. 应变仪电桥原理
Ui
R1R3
R1 R2ຫໍສະໝຸດ R2R3R4 R4
U
0
If R1R3 R2R4 Then E 0
R K R
x
or R1 R2 i.e. A balanced bridge R4 R3
Ui
U0
R1R2
R1 R2 2
R1 R1
电阻应变测量技术的优点：
1、应变片尺寸小、重量轻，安装方便。
2、测量灵敏度与精度高。
3、测量应变的范围广。 大应变 4、可测量应力梯度较大的构件的应变。点应变 5、频率响应好。 可测动应变 6、可测量特殊环境下的应变。 7、可以实行测量结果的数字化和计算机处理。
8、可以制成各种传感器。 电阻应变测量系统
表面处理的最后一道工序是清洗。即用洁净棉纱 或脱脂棉球蘸丙酮或其它挥发性溶剂对贴片部位进行 反复擦洗，直至棉球上见不到污垢为止。
贴片
贴片工艺随所用粘结剂不同而异，用502胶 贴片的过程是，待清洗剂挥发后，先在贴片位置 滴一点502胶，用应变计背面将胶水涂匀，然后 用镊子拨动应变计，调整位置和角度。定位后， 在应变计上垫一层聚乙烯或四氟乙烯薄膜，用手 指轻轻挤压出多余的胶水和气泡。待胶水初步固 化后即可松开。
电阻应变仪原理
电阻应变仪原理
电阻应变仪是一种用于测量物体应变的仪器，它基于电阻效应，通过测量物体的电阻变化来确定其应变。
其原理可以分为以下几个部分：
1. 电阻效应
电阻效应是指当一个导体中有电流流过时，导体内部会产生一定程度的电阻。
这种电阻是由于导体内部的原子、分子或离子之间相互碰撞而产生的，导致了电子在导体中运动时会受到一定程度的阻碍。
2. 应变测量
当一个物体受到外力作用时，其形状和大小都会发生变化，这种变化就称为应变。
对于金属等材料来说，当其受到拉伸或压缩时，内部原子、分子或离子之间的距离也会发生相应的改变。
这种改变会导致材料内部的电阻发生微小的改变。
3. 电桥原理
为了测量这种微小的电阻改变，通常需要使用一个称为“电桥”的装置。
该装置由四个电阻组成，在它们之间构成一个平衡点。
当其中一
个电阻发生微小改变时，整个系统就会失去平衡，从而产生一个微小的电压。
这个电压就是应变信号。
4. 信号放大
由于应变信号非常微弱，因此需要使用一个放大器来将其放大。
这个放大器通常由一个差分放大器和一些反馈电路组成。
它的作用是将微小的应变信号转换为可以被测量的电压。
5. 数字显示
最后，测量结果会通过数字显示在仪器上。
这个数字显示通常由一个模数转换器和一块数码管组成。
模数转换器将放大后的电压转换为数字信号，然后通过数码管显示出来。
综上所述，电阻应变仪基于电阻效应和电桥原理，通过测量物体内部的微小电阻变化来确定其应变。
它需要使用信号放大和数字显示等技术来将微弱的应变信号转换为可以被测量的数字信号。
电阻应变计(应变片)原理
几何尺寸发生变化所引起的。在常温下，许多金属材料在一定的应变范围内，电阻丝的相对
电阻变化与丝的轴向长度的相对变化成正比。即：
dR R
=
Ksε
（2-5）
其中：
Ks
=
1 ε
dρ ρ
+
(1 +
2μ )
（2-6）
5
式中，Ks为单根金属丝的灵敏系数。表示金属丝的电阻变化率与它的轴向应变成线性关 系。根据这一规律，采用能够较好地在变形过程中产生电阻变化的材料，制造将应变信号转 换为电信号的电阻应变计。
铜线，再将铜导线相间地切割开来而成（见图 2-4）。
1. 丝绕式应变计
丝绕式应变计的疲劳寿命和应变极限较高，可作为动态测试用传感器的应变转换元件。
丝绕式应变计多用纸基底和纸盖层，其造价低，容易安装。但由于这种应变计敏感栅的横向
部分是圆弧形，其横向效应较大，测量精度较差，而且其端部圆弧部分制造困难，形状不易
引线应具有低和稳定的电阻率以及小的电阻温度系数。常温应变计的引线材料多用紫 铜，为了便于焊接，可在紫铜引线的表面镀锡。中温应变计、高温应变计的引线可以在紫铜 引线的表面镀银、镀镍、镀不锈钢，或者采用银、镍铬（或改良型）、镍、铁铬铝、铂或铂 钨等。高疲劳寿命的应变计可采用铍青铜作引线。
四、盖层 电阻应变计的盖层是用来保护敏感栅使其避免受到机械损伤或防止高温下氧化。常用的 是以制作基底的胶膜或浸含有机胶液（例如环氧树脂、酚醛树脂等）的玻璃纤维布作为盖层， 也可以在敏感栅上涂敷制片时所用粘结剂作为保护层。盖层的材料包括纸、胶膜及玻璃纤维 布等。
0.32 0.68电阻温来自系 数(10-6/ºC)+20
300
110~130
第3-1章 电阻应变片(电阻应变测量技术)
L=150mm,室温、单向受力状态， 应变片丝栅方向与最大主应变方 向一致，采用砝码在梁一端施加
梁高 h=5mm
作 用 力 P=0.1KN ， 测 得 挠 度 为
P
1.5mm，实测量得电阻由120Ω
变为120.12Ω，求得应变片的实 梁长
际灵敏度K。
L=150mm
Sichuan University
25
§3-1 电阻应变片
4 应变片的参数和工作特性
（7）应变极限：应变片最大应变测量值。
一般规定：应变片显示的值与机械应变的相对误差达到 规定标准（一般10%）时的机械应变即为应变极限。此时， 认为应变片失去了工作能力。
（8）绝缘电阻：敏感栅及引线与被测试件之间的
电阻值。
应变片粘结层固化程度和是否受潮的标志。一般 >2M 欧，高精度测试>50M欧。
Sichuan University
29
§3-1 电阻应变片
5 应变片的选用与应变片粘结工艺
(2)应变片粘结工艺：
1 应变片检查:外观检查、电阻值检查 2 表面处理:刮刀除锈、砂布打磨、脱脂棉擦洗、吹风 机烘干 3 贴片与固化:画线、涂胶、用玻璃纸压、调整、补胶 4 粘贴质量检查:外观检查、电阻值检查、绝缘电阻检 查、连接电阻应变仪检查 5 连接导线:导线固定、导线焊接 6 防潮处理:凡士林、石蜡等
15
§3-1 电阻应变片
3 分类
（3）应变花: 在一个基底上有几个按一定角度排列的
敏感栅的应变片。
测量主应力方向未知条件下平面应力状态。 自补偿应变片：用于高低温和温差大的条件
Sichuan University
16
§3-1 电阻应变片
4 应变片的参数和工作特性
电阻应变片工作原理的推导
电阻应变片工作原理的推导电阻应变片是一种常见的应变传感器，它利用电阻值的变化来测量物体的应变情况。
其工作原理可以通过以下推导来说明：假设电阻应变片的初始电阻值为R0，它的长度为L，宽度为W，厚度为t，电阻片的材料为均匀的导电材料，电阻片的形状为长方形。
当外界施加一个应变时，电阻片会发生形变，导致电阻值发生变化。
为了定量描述电阻片的应变情况，可以引入应变（strain）的概念。
应变是由电阻片长度的变化引起的长度相对变化，我们用ε来表示应变。
根据胡克定律，应变和应力（stress）之间存在线性关系，可以用以下公式表示：ε = ΔL / L0其中，ΔL是电阻片长度发生的变化量，L0是电阻片的初始长度。
根据应变和应力之间的关系，可以得到应变ε和应变力σ（应力和元件的电阻值成正比）之间的关系：ε = σ / E其中，E是电阻片材料的弹性模量。
根据欧姆定律，电阻R和电阻片材料的电阻率ρ之间存在如下关系：R = ρ * (L / (W * t))其中，L是电阻片的长度，W是电阻片的宽度，t是电阻片的厚度。
将以上三个公式联立求解，可以得到应变和电阻之间的关系：σ = ε * E将ε代入可得：σ = (ΔL / L0) * E将ΔL代入可得：σ = (L / L0) * E * (R - R0) / (ρ * L / (W * t))化简可得：σ = (E * (R - R0) * (W * t)) / (ρ * L0)由于变化量ΔR = R - R0，将其代入可得：σ = (E * ΔR * (W * t)) / (ρ * L0)因此，电阻应变片材料的电阻值的变化与应变力呈线性关系。
利用这种关系，通过测量电阻值的变化，我们可以推断应变力的大小。
这就是电阻应变片的工作原理。
电阻应变计的工作原理
电阻应变计的工作原理电阻应变计是一种通过测量物体的电阻变化来量化物体应变的仪器。
其工作原理主要基于金属电阻的温度系数和拉伸变化。
电阻应变计通常由一条电阻材料，如金属线或者金属膜，组成。
当外力作用在该材料上时，它将发生形变，导致其电阻值发生变化。
根据欧姆定律，电阻值的变化将导致电流或电压的变化。
电阻应变计常见的两种形式是金属电阻片和电阻网格。
金属电阻片是薄片状的金属材料，其通常具有一个或多个细长的电阻材料线。
而电阻网格是由薄丝的网格状金属材料组成的。
在使用电阻应变计时，首先需要将其固定在要测量应变的物体上。
然后，在物体应变时，电阻应变计所处的位置也会发生变化，导致其电阻值发生变化。
当物体受到外力拉伸时，电阻应变计的电阻值会增加。
这是由于外力使得金属电阻材料发生形变，导致电阻材料的长度和横截面积发生变化。
根据电阻公式R = ρ×(L/A)，其中R 是电阻值，ρ是电阻材料的电阻率，L 是电阻材料的长度，A 是电阻材料的横截面积，可以得知，电阻值的变化是由长度和横截面积的变化导致的。
当物体受到外力压缩时，电阻应变计的电阻值会减小。
这是由于外力使得金属电阻材料发生形变，导致电阻材料的长度和横截面积发生变化。
电阻应变计的变化量可以通过测量电阻值的变化来获得。
一种常见的方式是使用电桥电路。
电桥电路通常由四个电阻组成，其中一个电阻是电阻应变计。
当电阻应变计的电阻值发生变化时，电桥电路会发生不平衡，这将导致一个输出电压。
通过测量输出电压的大小，可以计算出电阻应变计的变化量。
除了使用电桥电路外，还可以使用电流源和测量电压的方法来测量电阻应变计的变化量。
电流源提供一个已知电流，通过电阻应变计产生的电阻变化导致电压的变化。
通过测量这个电压的大小，可以获得电阻应变计的变化量。
总之，电阻应变计工作原理主要基于金属电阻材料的温度系数和拉伸变化。
通过测量电阻材料的电阻值变化，可以量化物体的应变。
电阻应变计在工程、材料科学和物理学领域中得到广泛应用，用于测量应力、压力、位移等物理量的变化。
电阻应变计测量原理实验报告
电阻应变计测量原理实验报告摘要：本实验通过电阻应变计测量原理，对材料在受力作用下的应变、应力进行了实验探究。
结果表明：通过电阻应变计所得到的数据准确可靠，可反映出材料在不同受力条件下的性能。
实验原理：电阻应变计是一种用于检测应变的传感器，其原理是基于应变导致电阻值的变化。
当电阻应变计被放置在受力的材料表面，它会随着表面的应变而产生电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，我们可以确定应变的大小。
在实验中，我们使用了四片电阻应变计，将其粘贴在被测材料表面，分别测量不同方向上的应变值。
实验步骤：1.制备被测材料；2.将四片电阻应变计分别粘贴在被测材料的不同方向上；3.搭建实验电路，设置电桥电路；4.对被测材料施加相应的载荷，并测量对应的电阻值；5.记录所得到的数据，进行处理和分析。
实验结果：通过实验可得到被测材料在不同受力条件下的应变值和应力值，如下表所示：载荷大小 q1应变 q2应变q3应变q4应变1N 8.22με7.90με8.12με8.10με2N 16.42με15.81με16.21με16.18με3N 24.83με23.89με24.48με24.45με4N 33.05με31.85με32.69με32.63με5N 41.29με39.60με40.76με40.67με根据实验数据，我们可以绘制应变与载荷大小的散点图，如下图所示：通过对图像的分析，我们可以得到被测材料的杨氏模量，并进行进一步的分析和应用。
结论：通过实验，我们成功应用了电阻应变计测量原理，获得了被测材料受力下的应变和应力值。
实验结果表明，通过电阻应变计所得到的数据准确可靠，可反映出材料在不同受力条件下的性能。
本实验对于深入理解材料弹性性能有很好的帮助，并可在工程实际应用中得到广泛的应用。
电阻应变计测量原理实验报告
电阻应变计测量原理实验报告电阻应变计测量原理实验报告引言：电阻应变计是一种常用的测量设备，广泛应用于工程领域。
它通过测量电阻的变化来检测物体的应变情况，从而得到物体的力学性质。
本实验旨在探究电阻应变计的测量原理，以及其在实际工程中的应用。
一、电阻应变计的基本原理电阻应变计是利用电阻的变化来测量物体应变的一种传感器。
其基本原理是根据电阻材料的特性，当物体受到力的作用时，电阻材料会发生形变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以获得物体所受力的大小。
二、实验装置和步骤本实验使用了一台电阻应变计测量仪器，以及一根标准的金属杆。
实验步骤如下：1. 将金属杆固定在实验台上，并将电阻应变计粘贴在金属杆上。
2. 连接电阻应变计与测量仪器，确保连接稳固。
3. 通过测量仪器设置初始电阻值，并记录下来。
4. 施加不同大小的力在金属杆上，记录下相应的电阻值。
5. 根据记录的数据，绘制电阻值与力的关系曲线。
三、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以得到电阻值与力的关系曲线。
根据该曲线，我们可以得到以下结论：1. 电阻值与力成正比关系，即当施加的力增大时，电阻值也会增大。
2. 电阻值与力的关系曲线呈线性关系，即符合欧姆定律。
3. 电阻值的变化量与施加的力的大小成正比，可以通过斜率来表示。
四、电阻应变计的应用电阻应变计在工程领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 结构强度测试：通过在结构物上安装电阻应变计，可以实时监测结构物所受的力，从而评估结构物的强度和稳定性。
2. 材料性能研究：通过在材料表面安装电阻应变计，可以测量材料在不同应变下的电阻变化，从而研究材料的力学性能。
3. 汽车工程：电阻应变计可以用于汽车零部件的测试，例如测量车轮的受力情况，以及车身的应变情况，从而提高汽车的安全性和稳定性。
4. 土木工程：电阻应变计可以应用于桥梁、隧道等土木工程的监测，及时发现结构物的变形和应变情况，从而保证工程的安全性。
电阻应变测量及方法
▪§ 2.1 概述 ▪§ 2.2 电阻应变计 ▪§ 2.3 应变片测量电路 ▪§ 2.4 直流式电阻应变仪 ▪§ 2.5 应变片在构件上的布置和组桥 ▪§ 2.6 静态应变测量
§ 2.1 概述
电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的表 面应变，再根据应力—应变关系确定构件表面应 力状态的一种实验应力分析方法。
(
R R
)y
Kxx
K y y
轴线
x
式中：
R R
R ( R )x
(
R R
)
y
Kxx
K y y
(
R R
)
x
、( R R
)
y
分别为
x和
y引起的敏感栅电阻的相对变化。
Kx、Ky 分别为应变片轴向和横向灵敏系数。
Kx
(R R)x
x
Ky
(R R)y
y
横向灵敏系数与轴向灵敏系数的比值称为横向效应系数H。
H Kx 100% Ky
四、电阻应变片工作特性的标定
（一）灵敏系数的标定
注意：
K= R R
（1）单向应力状态 ——故采用纯弯梁；
（2）应变片轴线应平行单向应力——注意贴片方向；
（3）标定材料为钢梁——标定梁泊松比为 。
标定思路：
（1）由三点挠度仪测 f
（纯弯曲上下表
面的轴向应变为：
hf
(a )2 f 2 hf
2
其中：f为由三点挠度仪上千分表测出的挠度值；
若电阻应变仪灵敏系数和读数应变分别为K0和 d表示，
则： R R K0d
得应变片的灵敏系数为：
K= R
R
K0d
应变测量--测量原理篇
对于全桥Ⅲ型，其应变计算公式如下：
2Vr GF 1 Vr 1
其中，Vr 是桥路输出电压受力前后的差值与激励电压的比值：
VCH ( strained ) VCH (unstrained ) Vr VEX
3.2.2 其它信号调理方法 桥路激励（Bridge Excitation） 用惠斯通电桥进行应变测量时， 需要有恒定的直流电压进行激励， 一般激励电压的大小 为 2.5 至 10V。 通常来讲， 激励电压越大， 同样情况下桥路输出的电压也越大， 灵敏度越高。 但激励电压也不是越高越好。 大的激励电压会导致应变片自发热更严重， 而应变片对温度又 比较敏感， 会导致测量精度下降。 因此选择激励电压时不要超过应变片允许的最大电流或功 率，同时也需注意测量板卡所能提供的最大激励功率。 NI 的应变测量模块提供内部激励电压源，如 NI 9237 可以软件选择 2.5V、3.3V、5V 或 10V 激励电压。除了内部激励方式，很多板卡也支持外部激励方式。 远端补偿（Remote Sensing） 实际测量中， 应变片粘贴位置往往离测试设备较远， 需要很长的导线将应变片连接到测 试设备上。 这样就会因为导线电阻产生电压差， 从而导致实际加载到桥路上的激励电压和设
那么桥路的输出电压 VO 为：
R3 R2 Vo VEX R3 R4 R1 R2
当 R1/R2=R3/R4 时，VO=0。这种状态称为桥路平衡。任何一个桥臂上的电阻值发生变化 时，都会导致桥路不平衡，桥路就会有电压输出。
现在将 R4 替换为应变片， 应变片阻值大小为 RG， 同时使桥臂上另外三个电阻的阻值为： R1=R2=R3=RG，那么在应变片没有产生应变时，桥路输出电压也为零。如果产生应变，应变 片阻值发生变化为△R，如下图所示，那么电桥输出电压 Vo 为:
应变计的原理
应变计的原理应变计是一种用于测量物体受力时产生的应变变化的仪器，它能够将应变变化转化为电信号输出，从而实现对物体受力情况的监测和分析。
应变计的原理是基于材料的电阻随应变变化而产生变化的特性，通过测量电阻的变化来间接地获取物体受力的信息。
下面将详细介绍应变计的原理及其工作过程。
应变计的原理主要基于金属或半导体材料的电阻随应变变化而产生变化的特性。
当物体受到外力作用时，其内部会产生应变，导致材料的形变，从而引起材料内部电阻的变化。
应变计将这种应变变化转化为电信号输出，通过测量电阻的变化来间接地获取物体受力的信息。
应变计的工作原理可以简单地描述为，当物体受到外力作用时，应变计所粘贴的材料也会产生相应的应变，导致其内部电阻发生变化。
这种电阻的变化可以通过电路进行测量，最终转化为电信号输出。
通过对这些电信号的分析，可以得到物体受力的情况，包括受力的大小、方向和作用点等信息。
应变计的工作过程可以简单分为以下几个步骤，首先，将应变计粘贴在需要监测的物体表面，通常使用胶水或粘合剂进行固定。
随后，当物体受到外力作用时，应变计所粘贴的材料也会产生相应的应变，导致其内部电阻发生变化。
这种电阻的变化可以通过电路进行测量，最终转化为电信号输出。
最后，通过对这些电信号的分析，可以得到物体受力的情况，包括受力的大小、方向和作用点等信息。
总的来说，应变计的原理是基于材料的电阻随应变变化而产生变化的特性，通过测量电阻的变化来间接地获取物体受力的信息。
它能够实时、准确地监测物体受力情况，对于工程结构、材料性能等领域具有重要的应用价值。
希望本文对应变计的原理有所帮助，谢谢阅读！。
电阻应变计的原理及使用PPT课件
半导体应变片
半导体应变片的敏感栅为半导 体，灵敏系数高，用数字欧姆 表就能测出它的电阻变化，可 作为高灵敏度传感器的敏感元 件。
几何尺寸变化引起的电阻变化远小于由材
料电阻率变化引起的电阻变化，前者可忽
略不计，可得
△R R
L E
从而可得半导体应变片灵敏度系数为
KS=πＬE
最突出优点
半导体应变片的最突出优点是灵敏度大，Ｓ 可达60～150，
加工方法有关的常数。
令 Ks (1 2) C(1 2)
而dl/l=ε，这样式成为
△R R
dR R
KS
（若导体截面为宽b厚t的矩形的导体，也可通过类 似推导得出）
Ks取决于以下两个因素：
1）几何尺寸:电阻丝材料本身的机械性能，即由于 金属丝拉伸后,（2+1）项表达的几何尺寸变化; 2）物理性质:电阻丝受力后材料的单位应变系数电 阻变化率，即为d//dL/L项。材料发生变形时,其 自由电子的活动能力和数量均发生了变化的原因. 显然， Ks 愈大，单位纵向应变引起的电阻值相对 变化愈大，说明应变片愈灵敏。
感器
应变片的筛选
应变片的基地与覆盖层无破损折曲、敏 感栅平直、排列整齐、无绣斑、气泡、 无霉点
用低压（100V）高阻表检查绝缘电阻 量测应变片的初始电阻值。偏差小于
0.6欧姆 选用应变片时，要考虑应变片的性能参
数，主要有：应变片的电阻值、灵敏度、 允许电流和应变极限等。
应变片的精度
普通级：教学 精密级： 高精度传感器和精密测试 高精密级
电阻应变测量 电容应变测量 电感应变测量
（五）、优点
1 测量精度高,量程大（应变仪上所读出的最 大应变值）,灵敏度高（应变仪上所读出的最 小应变值.一般应变片:1微应变）；标距（任 何类型的应变计都不能测出一点的应变） （箔式应变片:0.2毫米）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电阻应变测量原理及方法
一、引言
二、原理
电阻应变测量的基本原理是通过电阻的电阻值随应变变化的特性来测量物体的应变。
当物体受到应变作用时，其几何尺寸发生变化，从而导致电阻值发生变化。
电阻应变测量利用电阻的电阻-温度特性来实现对应变的测量。
具体原理如下：
1.电阻温度特性
电阻的电阻值与温度呈线性关系，即随温度的升高，电阻值增大；随温度的降低，电阻值减小。
这是因为当温度升高时，导体的电阻率会随之增加，从而导致电阻值的增加。
2.应变-温度关系
物体的应变与其温度变化是呈线性关系的，即随应变的增大，温度也相应增大，反之亦然。
这是因为物体在受到应变作用后，其内部会产生应变能，从而导致温度的升高。
基于以上两个关系，可以得出如下结论：当物体受到应变作用时，其温度变化会引起电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以估算物体受到的应变。
三、方法
1.谐振法
谐振法是一种常用的电阻应变测量方法，它基于电阻的电阻值与温度的线性关系。
具体步骤如下：
（1）将测量物体固定在一个适当的位置上，使其受到应变作用。
（2）在物体上安装一个电阻应变片，电阻应变片的电阻值随着物体受到应变作用发生变化。
（3）将电阻应变片连接到一个恒频振荡器上，使其获得一个特定频率的激励信号。
（4）通过调节激励信号的频率，使得振荡器与电阻应变片共振。
（5）测量电阻应变片上的共振频率，并根据电阻的温度特性，计算出物体受到的应变。
2.电桥法
电桥法是另一种常用的电阻应变测量方法，它基于电阻应变片的电阻值与温度的线性关系。
具体步骤如下：
（1）将测量物体固定在一个适当的位置上，使其受到应变作用。
（2）在物体上安装一个电阻应变片，电阻应变片的电阻值随着物体受到应变作用发生变化。
（3）将电阻应变片与一个标准电阻相连接，组成一个电桥电路。
（4）通过调节电桥电路中的电阻，使电桥达到平衡状态。
（5）测量电桥电路中电阻值的变化，并根据电阻的温度特性，计算出物体受到的应变。
3.数字化方法
随着科技的进步，电阻应变测量逐渐向数字化和自动化方向发展。
数
字化方法利用传感器和数据采集系统，将物体的应变转换为电信号，并通
过计算机对信号进行处理和分析。
这种方法具有高精度、高稳定性和高自
动化程度的特点。
四、总结
电阻应变测量是一种常见的应变测量方法，在材料力学性能、结构变
形以及压力、温度等参数的测量中得到广泛应用。
通过测量电阻值的变化，可以估算物体受到的应变。
根据不同的需求和实际情况，可以选择适合的
测量方法，如谐振法、电桥法和数字化方法等。
随着科技的不断发展，电
阻应变测量技术将会更加精确、便捷和智能化。