第9章力和扭矩的测量..

表8.3-1 YD-15应变仪衰减档位 衰减档位置 衰减档总电阻（Ω） 衰减档用电阻（Ω） 信号衰减比（％） 量程（με） 1 600 600 100 3 600 200 33 10 600 60 10 ±100 0 30 600 20 3.3 ±3000 100 600 6 1 ±10000
±100 ±300
2 简述常温固化的箔式应变计安装步骤,说出使用的工具和材料。 (1) 检查和分选应变计。用放大镜做应变计的外观检查，用欧姆表 和电桥测量和分选应变计。 (2) 试件的表面处理。用砂纸打磨试件表面，用铅笔画线，用无水 酒精或丙酮等试剂清洁表面。 (3) 贴片。用502胶或环氧树脂型粘结剂，用小镊子拨正，上复玻 璃纸等不被粘结的薄膜后，挤压出多余的胶水和气泡。基本固化后， 去掉薄膜。 (4) 检查。用放大镜做粘贴质量的外观检查，用兆欧表检查敏感栅 与试件的绝缘电阻。 (5) 接线。用绝缘套管保护引线，通过接线端子连接导线。焊接器 材有电烙铁、焊锡、松香等。 (6) 检查。用欧姆表检查电桥各桥臂的阻值。 (7) 防护。用硅橡胶等防护剂防护，用胶带和布带包扎，并在导线 上做标记。
图中电桥输出可经拉线式或电刷式集电装置连接到电阻应变仪。
Hale Waihona Puke Baidu
8-4应用题 1、一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片，如题图 8.1 所示。梁材料的泊松比为μ，在力P的作用下，梁的轴向应变为ε ，用静态应变仪测量时，如何组桥方能实现下列读数？ a) ε； b) (1+μ)ε； c) 4ε； d) 2(1+μ)ε；e) 0；f) 2ε 解：本题有多种组桥方式，例如图8-2所示。
4 4
4
4
表8.1-2
R1
R2 ε
R3 ε
R4
-με
-με
输出应变值为2(1+με)
3、用YD－15型动态应变仪测量钢柱的动应力，测量系统如题图所示，若 R1=R2=120Ω，圆柱轴向应变为220με，μ=0.3，应变仪外接负载为Rfz=16Ω，试选 择应变仪衰减档，并计算其输出电流大小。（YD－15型动态应变仪的参数参见 表8.3-1和8.3-2。）
8-2填空题 1、在平面应力状态下测量主应力，当主应力方向完 全未知时，使用（三角形 ）应变化。 2、测量转轴扭矩时，应变计应安装在与轴中心线成 （ 45° ）的方向上。 3、在转轴扭矩测量中，（拉线式 ）集电装置结构简单， 使用方便，但是许用的线速度较低。
8-3 简答题 1、以单臂工作为例，说明在进行电阻应变测量 时，消除温度影响的原理和条件？ 把工作应变片和补偿片接在相邻桥臂，利用 电桥的加减特性消除温度的影响。 条件是被测件与粘贴完补偿片温度的补偿板 的材料相同；工作应变片和补偿片的规格型号相同； 工作应变片和补偿片处于相同温度场中。
表8.3-2 YD-15应变仪输出及灵敏度
匹配电阻（Ω）
输出灵敏度(mA/με) 满量程输出（mA）
12,2
0.25 ±25
16
0.093 ±9.3
20
0.025 ±2.5
50
0.01 ±1
1000
10（mV/με） ±1（V）
解 电桥输出应变
仪 （ 1 ） （ 1 0.3) 220 286
题图8.1
题图8.2
2、如图8.3所示，在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各 应变片感受的应变，将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试： (1) 只测弯矩，消除拉应力的影响；(2) 只测拉力，消除弯矩的影响。电桥输出各 为多少？ 解（1）组桥如图8.5a。
题图8.3 题图8.4
9力和扭矩的测量
8-1单选题 1、关于轮辐式弹性元件，下列叙述中有误的是（ ）。 (A) 轮辐式弹性元件对加载方式不敏感，抗偏载性能好； (B) 轮辐式弹性元件测向稳定，是剪切受力的弹性元件； (C) 在各轮辐上下表面分别安装应变计； (D) 应变计分别安装在轮辐的侧面。 2、在工程结构上粘贴应变计时，（ ）的做法是不适当的。 (A) 贴片前用细砂纸交叉打磨试件，用4H铅笔划线，用丙酮檫 净表面； (B) 粘贴后用兆欧表测量绝缘电阻； (C) 接线后采用硅胶作应变计的保护； (D) 在环境温度下使用酚醛树脂粘接剂粘贴应变计。 3、在复杂受力情况下的单向应力测量中，如果试件材料的泊松比 为0.3，利用电桥的加减特性或桥臂电阻的串、并联 最大可以使拉 压力测量的读数增加到实际应变的（ ）倍。 (A) 2 ； (B) 1.3 ；(C) 1.6；(D) 4
3、转轴扭矩的测量方法有哪几种？试述采用应变原理测量转轴扭矩的原理及 方法。 扭矩测量方法如下： 测量转轴的应变，例如应变式扭矩测量； 测量转轴两横截面的相对扭转角，例如用磁电感应式、光电感应式传感器测量 扭矩； 测量轴材料导磁率的变化，例如采用压磁式传感器测量扭矩。 应变式扭矩测量方法如下： 沿与轴线±45º 方向粘贴应变片，应变计的布置及组桥方式应考虑灵敏度、温 度补偿及抵消拉、压及弯曲等非测量因素干扰的要求，如图所示。 若沿与轴线±45º 方向轴的应变值为ε1，则扭矩为 E 1 T Wn Wn 1 式中 E——材料的弹性模量； μ——材料的泊松比； Wn——材料的抗扭模量。 测量前应做扭矩标定。若应变仪输出应变为ε仪，则 ε1=ε仪/4 D 3 Wn 0.2 D 3 对于实心圆轴 16
设构件上表面因弯矩产生的应变为ε，材料的泊松比为μ，供桥电压为u0，应变 片的灵敏度系数为K。 表8.1-1 各应变片感受的弯应变如表8.1-1。 R1 R2 R3 R4 可得输出电压 1 1 -με ε με -ε u y u 0 K [ ( ) ( ] u 0 K [2(1 )] 其输出应变值为2(1+με) (2)组桥如图8.4b。设构件上表面因拉力产生 的应变为ε，其余变量同(1)的设定。 各应变片感受的应变如表8.1-2。 可得输出电压 1 1 u y u 0 K [ ( ) ( ] u 0 K [2(1 )]