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R 1、R 2、R 3、R 4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R 1接工作片、R 2接温度补偿片，R 3、R 4是应变仪内部2个电阻。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。

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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。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。

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。

作者，赵怀普，国内资深应力测量专家，西安交通大学力学系毕业，近三十来，长期从事实验应力分析和有限元模拟计算工作，曾创新性地采用实验力学与计算力学相结合的方法，提出了新的三维残余应力测量方法，其论文在国际期刊《Strain》上发表。在科研成果中，成功地把环芯法残余应力测量方法引进到我国重机行业中，因此获黑龙江省科技进步一等奖。