电阻应变测量原理及方法

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。