应变桥路连接
实验5 静态电阻应变仪的使用与桥路连接
实验静态电阻应变仪的使用与桥路连接一、实验目的1．掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。
2．熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。
二、试验设备及仪器1．等强度梁2．静态电阻应变仪3．数字万用表、游表卡尺三、实验原理L等强度梁的应力等强度梁如图3—1所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tgah——等强度梁截面高度；在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值‘，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值实与理论应力值dg加以比较分析。
四、电阻应变法电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。
1，电阻应变片电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状，并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图2—1所示。
栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。
实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变片。
当该部位沿应变片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。
其中R——应变片的初始电阻值；ΔR——应变片电阻变化值；K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。
由制造厂家抽样标定给出的，一般K值在2．0左右。
2．电阻应变仪由电阻应变片将构件应变‘转换成电阻片的电阻变化AR，而应变片所产生的电阻变化是很微小的。
通常用惠斯顿电桥方法来测量，如图3—2所示。
电阻构成电桥的四个桥壁。
在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。
当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。
由电工原理可知，电桥的平衡条件为(3-4)若电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，即R1,R2,R3和R4构件受力前，电桥保持平衡，即U BD。
桥路变换接线试验
等强度梁应变测定实验桥路变换接线实验一、实验目的1． 了解用电阻应变片测量应变的原理； 2． 掌握电阻应变仪的使用；3． 测定等强度梁上已粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变（应力）相等。
4． 掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法；二、实验仪器和设备1. YJ-4501A/SZ 静态数字电阻应变仪；2. 等强度梁实验装置一台；3. 温度补偿块一块。
三、实验原理和方法等强度梁实验装置如图1所示，图中1为等强度梁座体，2为等强度梁，3为等强度梁上下表面粘贴的四片应变片，4为加载砝码（有5个砝码，每个200克），5为水平调节螺钉，6为水平仪，7为磁性表座和百分表。
等强度梁的变形由砝码4加载产生。
等强度梁材料为高强度铝合金，其弹性模量270m G N E 。
等强度梁尺寸见图2。
图1图2在图3的测量电桥中，若在四个桥臂上接入规格相同的电阻应变片，它们的电阻值为R ，灵敏系数为K 。
当构件变形后，各桥臂电阻的变化分别为ΔR 1、ΔR 2、ΔR 3、ΔR 4它们所感受的应变相应为ε1、ε2、ε3、ε4，则BD 端的输出电压U BD为()d AC AC AC BD K U KU R R R R R R R R U U εεεεε44443214321=+--=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+∆-∆-∆=由此可得应变仪的读数应变为4321εεεεε+--=d在实验中采用了六种不同的桥路接线方法，等强度梁上应变测定已包含在其中。
桥路接线方法实验其读数应变与被测点应变间的关系均可按上式进行分析。
四、实验内容1．单臂（多点）半桥测量a ．采用半桥接线法。
将等强度梁上四个应变片分别接在应变仪背面1~4通道的接线柱A 、B 上，补偿块上的应变片接在接线柱B 、C 上（见图4），应变 仪具体使用祥见应变仪使用说明。
b ．载荷为零时，按顺序将应变仪每个通道的初始显示应变置零，然后按每级200克逐级加载至1000克，记录各级载荷作用下的读数应变。
电阻应变计在电桥中的接线方法
测量电桥的特性及应用一、测量电桥的基本特性和温度补偿在结构强度的实验分析中，构件表面的应变测量主要是使用应变电测法，即将电阻应变计粘贴在构件表面，并正确地接入测量电路，从而得到构件表面的应变。
应变电测法的基本测量电路是电桥。
测量电桥是由应变计作为桥臂，作用是将应变计的电阻变化转化为电压或电流信号。
在测量时，将应变计粘贴在各种被测试件上，组成电桥，并利用电桥的特性提高读数应变的数值，或从复杂的受力构件中测出某一内力分量(如轴力、弯矩等)。
1. 测量电桥的基本特性设电桥的四个桥臂接上应变计,电阻分别为1234R R R R R ====(见图一)，如果桥臂电阻改变1234R R R R ∆∆∆∆、、、,则输出电压为： 0312412344i u R R R R u R R R R ⎛⎫∆∆∆∆=--+ ⎪⎝⎭(1)式中：0u 为电桥的桥压，i u 为电桥的输出电压。
若四个桥臂上的应变计的灵敏系数均为K ，即ii R K Rε∆=，则输出电压： ()012344i uu K εεεε=--+ (2)式中：1234εεεε、、、分别为应变计1234R R R R 、、、所感受的应变值。
应变仪的输出应变为：123404id u u Kεεεεε==--+ (3) 由式(3)可见，电桥有下列特性：(1)两相邻桥臂上应变计的应变相减。
即应变同号时，输出应变为两邻桥臂应变之图一 电桥差；异号时为两相邻桥臂应变之和。
(2) 两相对桥臂上应变计的应变相加。
即应变同号时，输出应变为两相对桥臂应变之和；异号时为两相对桥臂应变之差。
应变仪的输出应变实际上就是读数应变，所以合理地、巧妙地利用电桥特性，可以增大读数应变，并且可测出复杂受力杆件中的内力分量。
2. 温度的影响与补偿在测量时，被测构件和所粘贴的应变计的工作环境是具有一定温度的。
当温度发生变化时，应变计将产生热输出t ε。
显然，热输出t ε不包含结构因受载而产生的应变，即使结构处在不承载且无约束状态,t ε仍然存在。
等强度梁应变测定实验
Δ R 3 、Δ R 4 它 们 所 感 受 的 应 变 相 应 为 ε 1 、ε 2 、ε 3 、ε 4 ，则 BD 端 的 输 出 电 压 U BD 为
U
BD
=
U
AC
4
ΔR3 U AC K ΔR2 ΔR4 ⎞ ⎛ Δ R1 − − + ⎜ ⎟ = R R R R 4 ⎝ ⎠
(ε 1
− ε
2
− ε
电桥多点接线原理 图4 2． 双 臂 半 桥 测 量
应变仪上多点测量接法
采 用 半 桥 接 线 法 。取 等 强 度 梁 上 、下 表 面 各 一 片 应 变 片 ，在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5a 接 至 接 线 柱 A 、 B 和 B 、 C 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1 （ b ） 。 3． 相 对 两 臂 全 桥 测 量 采 用 全 桥 接 线 法 。取 等 强 度 梁 上 表 面（ 或 下 表 面 ）两 片 应 变 片 ，在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5b 接 至 接 线 柱 A 、 B 和 C 、 D 上 ， 再 把 两 个 补 偿 应 变 片 接 到 B 、 C 和 A、 D 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 。 4． 四 臂 全 桥 测 量 采 用 全 桥 接 线 法 。 取 等 强 度 梁 上 的 四 片 应 变 片 ， 在 应 变 仪 上 选 一 通 道 按 图 5c 接 至 接 线 柱 A、 B、 C、 D 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 。 5． 串 联 双 臂 半 桥 测 量
二、实验仪器和设备
1. 2. 3. YJ-4501A/SZ 静 态 数 字 电 阻 应 变 仪 ； 等强度梁实验装置一台； 温度补偿块一块。
电阻应变片粘贴技术及测量电桥连接方发实验报告模板39;
电阻应变片粘贴技术及测量电桥连接方发实验报告模板'篇一：电阻应变片粘贴与电桥电路实验一电阻应变片的粘贴技术与电桥电路学院：土木工程班级：小组成员：指导老师:实验报告（一）电阻应变片的粘贴技术与电桥电路一、实验目的:1．初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术；2．为后续电测实验做好在试件上粘贴应变片，接线、检查等准备工作。
3.比较全桥，半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
二、实验设备和器材:1、常温用电阻应变片，电阻应变花。
2、万用表（测量应变片电阻值等用）。
3、兆欧表（测量应变片绝缘电阻用）。
4、等强度梁试件，同质温度补偿块。
5、电烙铁，镊子，锉刀，502粘接剂等工具。
6、丙酮，脱酯棉等清洗器材。
7、测量导线，接线端子若干。
三、电阻应变片的工作原理:1、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。
2、当试件受力在该处沿电阻丝方向发生线变形时，电阻丝也随着一起变形（伸长或缩短），因而使电阻丝的电阻发生改变（增大或缩小）。
三、电桥电路工作原理:1、把不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出有较高灵敏度和较好的非线性，当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压KUUBDAC =4(?1??2)。
（U均为电桥供电电压）。
2、全桥测量电路中，将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边，当应变片初始值：R1=R2=R3=R4，其变化值△R1=△R2=△R3=△R4时，其桥路输KUAC出电压△UBD=4(?1??2??3??4)。
3、 1/4桥电路，用于量测应力场里的单个应变，即只有R1变化，而R2、R3KUAC和R4不变化，则UBD=4?11/4桥电路四、温度补偿和温度补偿片贴有应变片的构件总是处于某一温度场中，当温度变化时，应变片敏感栅的电阻会发生变化。
另外，由于电阻丝栅的线膨胀系数与构件的线膨胀系数不一定相同，温度改变时，应变片也会产生附加应变。
静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告
静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验报告实验目的：1.了解静态电阻应变仪的基本原理和使用方法；2.掌握应变桥的连接方法；3.进行应变桥连接实验，探究不同桥路连接对测量结果的影响。
实验器材：1.静态电阻应变仪；2.应变传感器；3.应变片；4.桥路连接器；5.电源；6.数字示波器或多用表；7.平行导轨；8.弹簧片。
实验原理：静态电阻应变仪通过测量材料的电阻变化来获取应变信息。
它将应变传感器与一个标准电阻连接成一个电阻桥。
当材料受到应变时，应变传感器的电阻产生变化，进而改变整个电阻桥的平衡状态，此时通过测量电桥的平衡电压来间接测量应变大小。
实验步骤：1.将应变片粘贴在平行导轨上，确保应变片与导轨平行；2.将应变传感器连接到静态电阻应变仪的输入端口；3.将导轨连接到静态电阻应变仪的输出端口；4.选择合适的电源电压，并将电源接入静态电阻应变仪；5.设置示波器或多用表，选择合适的测量模式；6.开始实验前，对静态电阻应变仪进行调零操作，将平衡电压调整到零；7.进行不同桥路连接实验：a.选择合适的应变桥连接方式（如全桥、半桥、四分之一桥等）；b.分别进行相应的调零操作，确保平衡电压为零；c.施加不同大小的应变，记录相应的平衡电压；d.根据平衡电压和已知应变的关系，计算材料的应变值。
8.将数据整理成表格，进行结果分析。
实验数据记录与分析：桥路连接方式，施加应变（με），平衡电压（mV）----------，-------------，-------------全桥，1000，3.2半桥，500，1.6四分之一桥，250，0.8根据实验数据可以得出以下结论：1.当应变传感器与电阻桥连接时，不同的桥路连接方式会影响测量结果的灵敏度和测量范围；2.全桥连接方式具有最大的灵敏度和测量范围，能够检测到较小的应变；3.半桥和四分之一桥连接方式适用于应变较大的情况，能够提高测量精度。
结论：通过静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验，我们了解了静态电阻应变仪的基本原理和使用方法，并掌握了应变桥的连接方法。
实验5静态电阻应变仪的使用与桥路连接
实验5静态电阻应变仪的使用与桥路连接静态电阻应变仪（Static strain gauge）是一种用于测量材料应变的传感器，常用于材料力学实验和工程应变测量领域。
在实验中，将静态电阻应变仪与桥路连接可以提高测量的精确度和可靠性。
以下将详细介绍静态电阻应变仪的使用和桥路连接方法。
一、静态电阻应变仪的使用1.静态电阻应变仪的构造静态电阻应变仪由一个金属箔片和一根细导线组成。
金属箔片有很高的电阻，当受到应变时，箔片的长度和宽度会发生微小的变化，导致电阻值发生改变。
细导线起到连接箔片和测量仪器的作用。
2.安装静态电阻应变仪将静态电阻应变仪粘贴到需要测量应变的材料表面，确保箔片与表面紧密贴合，以保证准确测量应变。
箔片的方向可以根据需要选择。
3.静态电阻应变仪的连接将细导线连接到测量仪器的相应引脚上。
4.调零和校准在进行测量之前，需要进行调零和校准操作。
调零是将测量仪器的零点调整到零位，以消除仪器本身的误差。
校准是将已知应变值施加到静态电阻应变仪上，根据测量结果调整仪器读数，以提高测量精度。
二、桥路连接1.桥路概述桥路是一种常用的电路连接方式，可以通过比较电阻的变化来测量应变。
常见的桥路连接有全桥、半桥和四分之一桥。
2.全桥连接全桥连接是将四个静态电阻应变仪组成一个平衡桥路。
一般情况下，两个电阻应变仪位于测量区域两侧，另外两个电阻应变仪位于参考区域两侧。
当受力施加到测量区域时，测量区域两个电阻应变仪的电阻值发生改变，从而引起电桥失去平衡。
通过调整电桥的平衡能够测量出应变值。
3.半桥连接半桥连接是将两个静态电阻应变仪组成一个平衡桥路。
一般情况下，一个电阻应变仪位于测量区域，另一个电阻应变仪位于参考区域。
当受力施加到测量区域时，测量区域电阻应变仪的电阻值发生改变，从而引起电桥失去平衡。
通过调整电桥的平衡能够测量出应变值。
4.四分之一桥连接四分之一桥连接是将一个静态电阻应变仪连接到电桥的一个侧臂，另一个侧臂为零电阻或恒定电阻。
实验一接桥方式与静态电阻应变仪的使用
实验一接桥方式和静态电阻应变仪的使用一、实验目的和要求⒈利用不同的电桥桥路组合进行应变测量，了解提高测量灵敏度和消除误差影响的方法，从而掌握用这种方法解决测量中的实际问题。
⒉了解温度效应，并懂得消除方法。
⒊熟悉静态应变仪的功能和使用。
二、实验仪器和设备DH-3815N 静态应变测试系统 1 套贴有应变片的等强度梁 1 根砝码（40N） 1 组电吹风 1 只其他工具若干三、实验内容和步骤⒈准备⑴由指导教师介绍仪器的功能和使用方法。
⑵熟悉应变仪及其配套软件的使用方法（详见仪器使用说明书）。
⑶开机预热10 分钟。
注意：该仪器功能比较多，具体操作须由指导教师现场指导。
⒉静态应变测量（等强度梁的材料参数：b=、h=、L=30cm）图1-1图1-2 接桥方式根据图1-1 及图1-2 进行以下操作。
应变仪桥路方式为“方式二”。
（对于“DH-3815N 静态应变测试系统”，可由设置不同的“桥路方式”来决定测量的类型。
如直接测出被测物的拉压应变或弯曲应变。
）⑴半桥测量具体联接形式见表1-4 的“方式二”或“方式三”的“与采集箱的连接”。
①按图1-2(a)进行接线：应变仪接线柱Eg、Vi+两点接上纵向片（即图1-1 上的1号片，下同），Vi+、0 接温度补偿片。
每级加载10N，每加一级荷载（包括0 荷载）记录一次读数（填于表1-1 中），分四级加载至40N。
再分四级卸载至零，同样每级记录读数，并看其回零否。
再重复二次。
将最后加载40N 的读数再记录于表1-2 的第一栏中。
②按图1-2(b)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接上横向片（3 号片）。
一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第二栏。
③按图1-2(c)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接下纵向片（4 号片）。
一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第三栏。
④按图1-2(d)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接上纵向片（2 号片）。
dh-3818静态应变测试仪使用方法
DH-3818静态应变测试仪使用方法一、概述DH-3818静态应变测试仪集数据采集箱、微型计算机及支持软、硬件构成。
可自动/手动、准确、可靠、快速进行静态应变测量。
广泛用于机械、土木、航空航天、国防、交通等领域。
若配接合适的应变式传感器，还可对压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。
测试仪具有自动平衡功能，内置标准电阻，可方便实现全桥、半桥及1/4桥（公用补偿片）连接。
二、主要技术指标1．测量点数：每台静态应变测试仪有1——10个通道，最多可同时测10点。
每台计算机可控制10台静态应变测试仪；2．程控状态下采集速度：10测点/秒；3．测试应变范围：±19999με4．分辨率：1με5．系统不确定度：小于0.5％±3με（程控状态）6．零漂：≤4με/2h（程控状态）7．自动平衡范围：±15000με，灵敏度系数K＝2、120Ω应变计阻值误差的1.5％；8．电源电压：220V±10%，50Hz±1%三、工作原理1．WESTONE电桥测量原理现以1/4桥，120Ω桥臂电阻为例，加以阐述。
如图1所示：图1左侧为WESTONE电桥（Eg），C端系直流电源负极(O)。
B端、D端分别为输出信号的V i+、V i-端。
第一桥臂（AB）为测量片电阻R g（120Ω），第四桥臂（AD）为补偿片电阻R（120Ω），第二、三桥臂（BC、CD）为仪器内标准图1 测量原理电阻R （120Ω）。
由电桥原理，电桥的输出电压V i 为：εK E V g i 25.0= E g 为桥压（DC 2V ）、 K 为应变片灵敏系数、ε为输入应变量με，低漂移仪表放大器的输出电压V o 为：εK E K .V K V g F i F o 250==K F 为放大器的增益，故 Fg o KK E V 4=ε (1) 当E g ＝2 V K ＝2时，（1）式为：ε＝F K V 0 对于1/2桥（半桥）电路Fg o KK E V 2=ε (2) 对于全桥电路 Fg o KK E V =ε (3) 这样，测量结果由软件加以修正即可。
应变仪桥路基本知识
应变仪桥路基本知识由于市场经济的原因，国内老牌的应变仪生产厂家大都倒闭，而新的应变仪开发人员大都没有长期从事应力测量的经验，所以，导致目前国产应变仪桥路功能普遍不全。
为此，笔者作为国内力学测量领域内有着30多年应力测试经验的专业人士，特介绍一些应变仪桥路方面的基本知识。
一、全桥静态应变仪基本桥路如图1所示。
全桥是图1中的R1、R2、R3、R4全部接外部应变片，主要用于传感器测量，一般应力测量应用不多。
图1二、半桥半桥最常用，图1中半桥接法是R1接工作片、R2接温度补偿片，R3、R4是应变仪内部2个电阻，如图2所示。
其中，温度补偿片的作用是抵消掉工作片纯粹由于温度变化而引起的应变，在应力测量中必不可少。
图2三、半桥公共补偿实际测量时，为了节省应变片，往往是一个温度补偿片补偿几十个工作片，这就是半桥公共补偿。
在应力测量中，半桥公共补偿应用最多，也是静态应变仪的难点，其实质就是通过桥路电子切换开关使好多测量桥路中的R2（图1）共用一个应变片，R3、R4和半桥一样是应变仪内部电阻。
有成熟的桥路切换技术可以实现这一功能。
四、1/4桥有时在实际测量环境中，很短时间内温度变化不大，为了测量方便可以不用温度补偿片，而只贴一个工作片，即图1中的R1接工作片，R2、R3、R4都是仪器内部电阻，如图3所示。
这就是1/4桥，它的优点是测量方便，缺点是没有温度补偿，测量环境温度不能变化太大。
还有一个缺点就是对应变片制造电阻要求比较高，因为如果应变片电阻与仪器电阻相差太大，桥路就会不平衡，无法测量，必须重新贴片。
如果采用不同型号的应变片，应变仪还必须做到1/4桥的60Ω、120Ω和350Ω电阻间的任意切换。
图3以上是应变仪测量桥路方面的基本知识，目前国内大多从事应变仪研发的人员不甚了解，而只了解信号处理和放大器方面的知识，所以目前国产应变仪普遍存在桥路功能不全的问题。
更有甚者，好多厂家的应变仪把1/4桥和公共补偿混为一谈，其实这是两个完全不同的概念。
应变桥实验
应变桥实验一、实验目的：学习惠斯通电桥和应变片的基本用法。
二、实验内容：利用惠斯通电桥进行应变测量1、加载标准砝码，测量桥路应变值；2、通过多次测量的应变值与砝码重量，计算称重传感器灵敏系数；3、根据灵敏系数进行重量的测量；三、运行应变桥实验应用程序：双击桌面Launch nextpad图标,主界面中选择应变桥实验图标，双击进入实验。
特性曲线根据照度计算公式描绘了应变片纵向长度变化与应变片电阻之间的关系曲线。
桥路特性以1/4桥为例，展示了电桥的连接方法和计算公式。
点击右侧应变片，移动鼠标上下拉伸改变应变片外形，观察不同激励电压和不同形变下应变片的输出情况。
四、实验步骤：应变桥实验需要自搭电桥，点击实验内容控件选择桥路方式，并按图接线。
1/4桥路：将应变梁下侧上一个应变电阻（红线和黑线按图）接入桥路（设为R2位置），用外接线在R1、R3、R4位置接入1KΩ备选电阻。
半桥：将应变梁下侧的两个应变电阻（红线、黄线（在接线图为绿色）和黑线按图）接入桥路（设为R1，R2位置），用外接线在R3、R4位置接入1KΩ备选电阻。
全桥：将应变梁下侧的两个应变电阻左下端黄线（在接线图为绿色）接R1一端，右下端黑线接R2一端，红线接R1，R2另一端，应变梁左上黄线（在接线图为绿色）接R4一端和右上侧黑线接R3一端，红线接R4，R3另一端。
点击调零控件，进入调零界面。
设置激励电压AO为5V，确保开关位置为ON；用杜邦线将Usc接至AI+，AI-，点击采集按钮,调整电桥中的调零电阻，使Usc输出为0V；调零后的Usc仍存在少许偏差，需再将Usc连接到放大电路的Vin端，用AI测量Vout的输出情况。
用杜邦线将Vout端连接至AI+、AI-，点击采集按钮，调节放大电路的调零电阻，使Vout输出为0V，调零操作完成。
调零后AI输出如下图所示。
点击实验测量控件，进入实际测量界面。
AI采集波形当前通道设置AO输出值上图显示应变桥实验模块对应的数据输入输出通道，设置AO模拟输出电压为5V，将实验模块上桥路的开关拨到ON状态，点击“开始测试”按钮。
静态电阻应变片桥路接法
表一：应变计的连接（老式接法）序号用途现场实例与采集箱的连接输入参数方式一1/4桥(多通道共用补偿片)适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式二半桥（1片工作片, 1片补偿片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境较恶劣灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式三半桥（2片工作片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式四半桥(2片工作片)适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式五全桥(4片工作片)适用于只测拉伸压缩的应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式六全桥(4片工作片)适用于只测弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻表二：应变计的连接（新式接法）序号用途现场实例与采集箱的连接输入参数方式一1/4桥(多通道共用补偿片)适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式二半桥（1片工作片, 1片补偿片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境较恶劣灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式三半桥（2片工作片）适用于测量简单拉伸压缩或弯曲应变,环境温度变化较大灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式四半桥(2片工作片)适用于只测弯曲应变,消除了拉伸和压缩应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻方式五全桥(4片工作片)适用于只测拉伸压缩的应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式六全桥(4片工作片)适用于只测弯曲应变灵敏度系数导线电阻应变计电阻。
第一次实验：应变片粘贴结构实验指导书
实验六电阻应变片的粘贴及防潮技术一、实验目的1．了解应变片选取的原则及质量鉴别方法；2．掌握应变片的粘贴技术，学会防潮层的制作；二、仪器和设备1．电阻应变片（型号：3mm×2mm；灵敏系数：）、连接端子、连接导线；2．惠斯登电桥、放大镜、高阻表；3．万能试验机、静态电阻应变仪、螺丝刀；4．打磨机、砂布、铅笔；5．丙酮（或无水酒精）、药棉、镊子；6．剥线钳、剪刀、白胶布、绝缘胶布；7．502胶水（或环氧树脂）、塑料膜；8．直尺、游标卡尺。
三、试验步骤（一）检查应变片的外观质量及测量应变片的阻值1．外观检查用放大镜检查片内有无锈斑、霉点等缺陷。
2．测量阻值用惠斯登电桥测量阻值，同一测区的阻值相差不得超过±Ω，否则不易预调平衡。
（二）测量钢筋截面尺寸用游标卡尺在中截面两个互相垂直的方向上测量钢筋截面尺寸，取平均值。
（三）测点打磨、定位及清洗1．打磨用磨光机或砂布磨光钢筋中点处的表面，光洁度要求达到∆6左右。
2．测点定位在钢筋中点处两侧对答称位置上沿钢筋轴向和横向画出线，定出贴片方位，。
3．清洗用镊子夹浸有丙酮或无水酒精的药棉将贴片位置及周边清洗干净，直到棉花上无污垢为止。
（四）应变片的粘贴、焊接及防护1．涂胶用手捏住应变片引出线，在其背面均匀涂抹一层胶水，然后放在测点上，迅速调整应变片的位置，使其对准方向线。
2．滚压在应变片上覆盖小片塑料薄膜，用手指轻轻滚压，挤出多余胶水和气泡。
注意：按压时不要使应变片位置移动。
3．轻按用手指轻按1～2分钟，待胶水初步固化后即可松手。
粘贴质量好的应变片应是胶层均匀，位置准确。
4．贴连接端子粘贴连接端子的方向同前1～3。
注意：端子和应变片之间不留空隙。
5．干燥（1）自然干燥当气温较高，相对湿度较低时，可自然干燥，时间一般一天左右。
（2）人工干燥用红外线灯烘烤或用电吹风干燥，温度不要高于50℃，避免骤热。
6．焊接（1）焊接将应变片引出线焊在连接端子上，然后焊导线，导线要编号，捆扎牢固、焊点光滑丰满，没有虚焊。
金属箔式应变片三种桥路性能比较的实验原理和方法
金属箔式应变片三种桥路性能比较一、实验目的：1、了解金属箔片式应片及应变电桥的原理和性能；2、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互间的关系；3、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应，将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。
可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等。
1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为L 、半径为r 、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得2r L A L R ⋅==πρρ（3-1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L 、截面积A 和电阻率ρ的变化为dL 、dA 、dρ相应的电阻变化为dR 。
对式（3—1）全微分得电阻变化率dR /R 为：ρρd r dr L dL R dR +-=2（3-2）式中：dL /L 为导体的轴向应变量εL ；dr /r 为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL =-μεr （3-3）式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3~0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（3—3）代入式（3—2）得：()ρρεμd R dR ++=21（3-4）式（3—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
(1)、金属导体的应变灵敏度K ：主要取决于其几何效应，可取()l R dR εμ21+≈（3-5）其灵敏度系数为：()με21+==RdR K l 金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
电阻应变及测量桥路
如果各桥臂阻值变化则输出电压式中用 Ri Ri
第十四页，共28页。
如果各桥臂阻值变化则输出电压式中用
Ri Ri
BD两端的输出电压为：
U UR RR RR RR RR RR RR RR R B DA( C1 1 1 1 3 2 3 2 ) 3 2 ( 3 2 4 4 4 4 )
用此应变片用于测量2MPa的应力时，其电阻的变化为:
RRK 0.00 24
第十二页，共28页。
RRK 0.00 24
显然 R 太小了。为了便于测量，需将应变片的电阻变化转换成
电压（电流）信号，再将信号放大，然后由指示仪（记录仪）指 示出应变值，这一任务是由电阻应变仪来完成的。
对电阻应变仪的要求？
UBD K4A U C (1234)
可以线性叠加，叠加原则：相邻桥臂符号相反，相对桥臂符 号相同。
第十六页，共28页。
UBD K4A U C (1234)
五．几种常用的组桥方式
1. 单臂测量 2. 半桥测量 3. 全桥测量
4. 对臂测量
UBD
KUAC 4
1
UBDK4U AC(12)
UBD K4A U C (1234)
构件受载后，产生应变，电阻值的相对变化
dRddldA Rl A
第八页，共28页。
dR R
d
dl dA l A
dA 2 dD AD
dD dl
D
l
dmdVVm(12)dl l
dR [1(2)m (12)]dl
R
l
R R
Kx
dR R
K
dl l
K 为材料的灵敏系数
第九页，共28页。
2、电阻应变片的构造 电阻应变片由敏感栅、引线、基底、盖层、粘结剂组成。
应变片桥路连接方式
应变片桥路连接方式嘿，朋友们！今天咱就来好好唠唠应变片桥路连接方式。
咱先想想啊，应变片就像是个小侦探，能敏锐地察觉到物体的微小变化。
那这桥路连接方式呢，就好比是给小侦探搭建的行动路线。
你看啊，全桥连接就像是四条好汉齐聚，那力量可大了去了，能把最细微的变化都给揪出来，测量精度那叫一个高啊！半桥连接呢，就像是两个好搭档，也能发挥不小的作用，虽然比全桥稍微逊色那么一点点，但也很不错啦！还有单臂桥路连接，就像一个独行侠，虽然有点孤单，但也能完成任务哦。
咱说这应变片桥路连接方式就像是搭积木一样，得把各个部分巧妙地组合起来。
要是组合得不好，那可就像搭积木歪歪扭扭的，不牢固呀！这可得仔细着点儿呢。
比如说，你在连接的时候不小心弄错了线，哎呀呀，那不就全乱套啦！就好像本来要去东边的路，你给走到西边去了，那能行吗？所以啊，咱得打起十二分的精神来。
你想想，要是工程师们在重要的工程里把这应变片桥路连接弄错了，那后果得多严重啊！那可真是不得了啦！这就好比是一场比赛，应变片是运动员，桥路连接方式就是比赛规则。
只有遵守规则，运动员才能发挥出最好的水平，赢得比赛呀！而且啊，不同的场合要用不同的桥路连接方式呢。
就跟咱出门穿衣服一样，得根据天气、场合来选择合适的衣服。
总不能大冬天穿个短袖就出去了吧！咱再深入想想，这应变片桥路连接方式不就是我们生活中的一种智慧体现吗？要懂得根据不同的情况做出最合适的安排，才能达到最好的效果。
所以啊，朋友们，可得好好重视这应变片桥路连接方式啊！它可不是随随便便就能糊弄过去的。
要用心去理解它，掌握它，让它为我们的工作和生活发挥最大的作用！这可不是开玩笑的哦！咱得认真对待，让这些小侦探们在它们的行动路线上好好发挥，为我们探知更多的秘密和信息！。
- 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)。
=
U R1 R2 U ( ) ( K 1 K 2 ) 4 R1 R2 4 U K 1 (1 ) 4
2 1
应变计的各种桥接方法
5. 四个测量应变计的方 U ( 1 4 R1 法(全桥接法) =UK 1 针对弯曲应变，电桥的 一个桥臂接入应变计R1， 另外一个桥臂接入另外 一个应变计R2，另外两 个桥臂都接入应变计R3 和R4，实验测试过程温 度有小的变化，但是四 个应变计的热输出相同， 这是电桥的输出电压：
3、读数电桥
静态应变仪中采用零读数法，读数电桥产生的不平衡电 压抵消测量电桥输出的不平衡电压，使应变仪的示数为 0，直接从读数电桥上读出应变值。 读数电桥上一般设有灵敏系数的调节装置。
4 、交流载波放大器
接收测量电桥的输出电压，仅放大载波调幅电压，滤 掉直流，50Hz干扰，放大后的输出电压送到相敏检波 器； 一般含有耦合变压器，作用一为阻抗匹配，二为隔断 电桥电路、相敏检波器以及放大器。通过变压器的磁 耦合在三者之间传递信号；作用三为提高应变仪的抗 干扰能力。
2 1 3 1 4 1
U R
R2 R3 R4 U ) 4 K 1 R2 R3 R4 4
应变计的各种桥接方法
应变计的各种桥接方法
应变仪的基本原理
一、 应变测量原理
机 械 变 形 量
应 变 片
电 阻 变 化 量
测 量 电 桥
电 压 变 化 量
U =
U R1 R2 U ( ) ( K 1 K 2 ) 4 R1 R2 4 U K 1 2
2 1
t 相互抵消
应变计的各种桥接方法
4. 两个测量应变计的方法(拉 U 伸试件) 试件表面轴向和横向各粘贴 一个测量应变计R1和R2。电 桥的一个桥臂接入应变计R1， 另外一个桥臂接入另外一个 应变计R2，另外两个桥臂都 接入固定电阻，实验测试过 程温度有小的变化，但是两 个应变计的热输出相同，这 是电桥的输出电压：
应变计的各种桥接方法
1. 一个测量应变计的方 法 电桥的一个桥臂接入应 变计R1，其它三个桥臂 都接入固定电阻，假设 实验测试过程温度保持 不变，这是电桥的输出 电压：
U R1 U U K 1 4 R1 4
应变计的各种桥接方法
2. 一个测量应变计的方 法，一个温度补偿片 电桥的一个桥臂接入应 变计R1，另外一个桥臂 接入温度补偿片，粘贴 在不受力且与试件材料 一样的温度环境，另外 两个桥臂都接入固定电 阻，假设实验测试过程 温度变化一致，这时电 桥的输出电压：
滤除相敏检波器的输出信号中高次谐波； 一般采用无源的RC和LC低通滤波，保证信号频带 0~~fmax(fmax为最大工作频率)能够通过，而滤除高 次谐波。
7、载波振荡器
产生频率和幅值稳定的载波电压 ； 经耦合变压器输至测量电桥和读数电桥，另一组相敏检波器作 为参考电源。
8、指示或记录仪表
放 大 器
A/D 模 数 转 换 器
Байду номын сангаас显 示 器
二、动态（静态)载波放大式应变仪
1、原理框图
静态电阻应变仪
2 、测量电桥
由应变计构成，可接单臂、 半桥、全桥； 含电容、电阻平衡电路 输出为调幅波
使载波（被调制信号）振幅按照调制信号改变的调 制方式叫调幅。经过调幅的电波叫调幅波。它保持 着高频载波的频率特性，但包络线的形状则和调制 信号波形相似。调幅波的振幅大小，由调制信号的 强度决定。调幅波用英文字母AM表示。
静态应变时，指示仪指示测量电桥输出的平衡或与读数电桥的 输出相互抵消 ； 动态应变时，指示测量电桥电阻和电容的平衡。
三、 应变仪的主要技术指标
1、测量线数 2，4，6，8 2、测量范围±2000，10000，20000，100000 μm/m 3、工作频率范围：0～200，500：0～1.5，5，10，200K 4、应变计灵敏系数：大多为固定2.00，少数可调：1.8～2.6等 5、应变计电阻值 60，120，300等 6、灵敏度：线性范围内输出电流（电压）与应变的比值 零点漂移 。。。。。。
5、相敏检波器
相敏检波电路的选频特性，选频特性是指它对不同频率的输入 信号有不同的传递特性 ； 相敏检波电路的鉴相特性，由于在输入信号与参考信号同频但 有一定相位差时，输出信号的大小与相位差有确定的函数关系， 可以根据输出信号的大小确定相位差的值，相敏检波电路的这 一特性称为鉴相特性 。
6 、滤波器
R1 K 1 K t R1 R2 Kt R2
U =
U R1 R2 U ( ) ( K 1 K t K t ) 4 R1 R2 4 U K 1 4
应变计的各种桥接方法
3. 两个测量应变计的方法(弯 曲试件) 上下表面对称处各粘贴一个 测量应变计R1和R2。电桥的 一个桥臂接入应变计R1，另 外一个桥臂接入另外一个应 变计R2，另外两个桥臂都接 入固定电阻，实验测试过程 温度有小的变化，但是两个 应变计的热输出相同，这是 电桥的输出电压：
四、数字应变仪和应变测量采集系统
数字应变仪
在原交流载波应变仪对输出信号进行A/D转换即成
数据采集系统（例）
利用计算机，完成模数转换、采集、计算处理直接获 得最终结果
如：1、冷端补偿，2、放大器，3、抗混叠滤波器，4、通道切换器， 5、自增益放大器，6、采样保持器，7、模数转换器，8、接口、定时 控制电路，9、计算机，10、显示器，11、打印机