应变片测试技术
第06章--应变片测试技术基础123
应变片按断面形状可分:
丝状（圆断面）:用电阻丝绕制成一定形状,上下覆
盖基底制成的.叫应变丝片.
箔状（扁断面）:用5～10μm厚的箔材料在基底材
料上经过光刻腐蚀后制成的.叫应变箔片.
应变片按敏感栅丝材质不同可分:
金属栅丝应变片
半导体栅丝应变片
几种常见的电阻应变片:
1.单轴电阻丝片
2.单轴常规箔片 3.单轴半导体应变片 4.剪切力片(扭矩片) 5.直角三轴片(直角应变片) 6.压力片 7.裂纹探测片 此外还有测大变形的单轴位移片(测水泥变形);测应力集中的应 变片;测量薄壳的弯曲应力以及薄膜中面应力的双层弯曲片. 测温、测疲劳、测残余应力等应变片.
19 %
b l
0
（6-12） 时， 0
0 . 28
b 4 l
若 5 b l
52 %
24 %
若
b 10 l
第三节 应变片灵敏系数测定
一、 应变片灵敏系数 Ks
应变片灵敏系数Ks是由制造厂在单向应力状态
下的梁上测定的（又称标定），一般采用等弯矩梁 或等强度（应力）梁进行测定。测定时，将应变片 粘贴在梁的等应力区。 利用千分表测出梁的挠度，或通过已知大小的
即dundi??所示其总输出电或写成6331dbr?didii?dudidbur?若电桥电阻都相同那么n个并联电桥的因此因此1dbr?dbnr634undudi?图610电桥串联图610电桥并联第六节电阻应变仪电阻应变仪是配合电阻应变片用来测量应变的仪器静态电阻应变仪动态电阻应变仪超动态电超动态电阻应变仪应变仪按用途可分为应变仪直流供桥电阻应变仪应变仪按供桥电源性质可分为交流供桥电阻应变仪一静态电阻应变仪静态电阻应变仪工作原理测量桥放大器放大器检波器检波器显示器显示器读数桥振荡器电源二动态电阻应变仪动态电阻应变仪工作原理测量桥放大器放大器检波器检波器滤波器滤波器显示器显示器标定桥振荡器功放级电源动态应变仪并联电阻法标定法动态应变仪一般采用并联电阻法标定标定时将电阻并联在第四臂若并联在第三臂将输出负值这时第四臂电阻将减少减少量为4r?4r?244444sssrrrrrrrr?????电桥输出电压为若以第四臂并联?模拟第一臂应变这时第一dauu4414srrr?srm?臂应变使电压输出为mdauu4smk?因此得4skr一般应变仪的标定电阻不可能太多在求标定电阻m?41srr?4ssrkr与应变关系时令120200这时的应变表示为4rsks?60sr因此得到如下关系
应变片 实验报告 灵敏
应变片实验报告灵敏引言应变片是一种常用于测试物体受力情况的传感器。
其具有灵敏性能的重要指标是其在不同受力情况下的响应能力。
本实验旨在测试应变片的灵敏性能，并分析实验结果。
实验材料和设备- 应变片- 电源- 数字示波器- 受力装置- 变阻器实验步骤1. 将应变片粘贴在要测试的物体表面，并保证其充分贴合。
2. 连接应变片与电源和数字示波器，确保电路连接良好。
3. 利用受力装置对测试物体施加不同大小的力，记录下力的大小和对应的应变片输出信号。
4. 根据实验需求，对应变片输出信号进行转换和调节，以便与数字示波器适配。
5. 将转换后的信号输入到数字示波器中，记录下实验数据。
数据分析通过实验记录的数据，我们可以对应变片的灵敏性能进行分析。
我们可以将施加的力与应变片输出的电压信号进行对比，以便确定其灵敏度和线性范围。
结果与讨论根据实验记录的数据，我们绘制了应变片的灵敏性能曲线。
曲线上的每个点表示施加不同大小力时应变片的输出电压信号。
通过对曲线进行分析，我们可以得到以下结论：1. 灵敏度：灵敏度是应变片的输出电压和外力之间的关系。
经实验测得，应变片的灵敏度为X mV/N，表明应变片对外力的变化相当敏感。
2. 线性范围：线性范围是指应变片在力作用下输出电压与力的关系保持线性的区间范围。
根据实验数据，我们可以确定应变片的线性范围为X N至Y N之间。
结论本实验通过测试应变片的灵敏性能，得出了应变片的灵敏度和线性范围等重要指标。
这些指标将有助于我们在实际应用中选择合适的应变片，并确保其测量结果的准确性。
参考文献[1] 张三, 李四. 应变片传感器的原理与应用. 科学出版社, 20XX.[2] 王五, 赵六. 传感器技术基础. 电子工业出版社, 20XX.。
测试技术-3.3 电阻应变片的特性
3.3 电阻应变片的特性
• 2. 灵敏度
•
通常用刚度的倒数来表示弹性元件的特性，
称为弹性元件的灵敏度，一般用S表示，其表达式
为 •
S 1 dx C dF
(3-14)
•
图3- 4 弹性特性曲线
3.3 电阻应变片的特性
• 从式（3-14）可以看出，灵敏度就是单位力作用 下弹性元件产生变形的大小，灵敏度大，表明弹 性元件软，变形大。与刚度相似，如果弹性特性 是线性的，则灵敏度为一常数，若弹性特性是非 线性的，则灵敏度为一变数，即表示此弹性元件 在弹性变形范围内，各处由单位力产生的变形大 小是不同的。
和基片的总厚度为0.05mm,则所需时间约为5×10-8 s, 因
此可以忽略不计。但是由于应变片的敏感栅相对较长，当
3.3 电阻应变片的特性
• 3.3.2 灵敏系数
•
当具有初始电阻值R的应变片粘贴于试件表面时，试
件受力引起的表面应变，将传递给应变片的敏感栅，使其
产生电阻相对变化ΔR/R。理论和实验表明，在一定应变
范围内 ΔR/R与x 的关系满足下式：
•
R R
St
（3-15）
• 式中， x 为应变片的轴向应变。
差，现在一般多采用箔式应变片。
3.3 电阻应变片的特性
• （a） 应变片及轴向受力图 （b） 应变片的横向效应图
•
图3-5 应变片轴向受力及横向效应
3.3 电阻应变片的特性
• 3.3.4 绝缘电阻和最大工作电流
•
应变片绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测件之间的电阻
值Rm。通常要求Rm在50~100MΩ以上。绝缘电阻下降将使测量系
• ③ 应变片轴向与主应力方向一致。
应变测试技术
圆环 平均直径。
A或B处的应变：
54Fd 100bh2E
力作用点相对挠度：y 18Fd3 1000EJ
式中，J—惯性矩。 最低自振频率：
f
0
10.72 2πd 2
EJ
A
式中，A—圆环截面积。
应变片电测技术具有以下优点： ①非线性小，电阻的变化同应变成线性关系。 ②应变片尺寸小（我国的应变片栅长最小达
0.178mm），重量轻（一般为0.1~0.2g），惯 性 小，频率响应好，可测0-500kHz的动态应 变。 ③测量范围广，一般测量范围为10~10-10量级的 应变。 ④误差小，整个测量系统的误差可控制在1%以内。 ⑤可在各种复杂或恶劣的环境中进行测量。
悬臂梁为具有一个固定端，另一端处于自由状 态的弹性元件 。
等截面梁
悬臂梁 等强度梁
（1）等截面梁
图8-2 等截面梁
作用力F与梁上某一位置处的应变关系可用下式表
示：
x
6F(l x) Ebh2
式中，εx—距支点x处的应变值； l—梁的长度；
x—梁上某一位置距支点的距离；
E—梁材料的弹性模量；
b—梁的宽度；
Sn ↑→K ↓→fn↓ fn ↑→K ↑→Sn↓
弹性敏感元件材料选择：
弹性敏感元件在传感器中直接参与变换和测量， 要求弹性元件的材料需保证具有良好的弹性特性， 足够的精度及稳定性，在长期使用中温度稳定性要 好。
基本要求有： 1）弹性滞后要小； 2）弹性模量的温度系数要小； 3）线膨胀系数要小且稳定； 4）弹性极限和强度极限要高； 5）具有良好的稳定性和耐腐蚀性； 6）具有良好的机械加工和热处理性能。
当α=0时，力F在轴向产生的应力和应变为
F A
应变测试方法
应变测试方法电阻应变测试1.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。
用电阻应变片测量应变的过程：2.分类：（1）静态测量：对永远恒定的载荷或短时间稳定的载荷的测量。
（2）动态测量：对载荷在2～1200HZ范围内变化的测量。
3.电阻应变测量方法的优点（1）测量灵敏度和精度高。
其最小应变读数为1με（微应变，1με=10-6 ε）在常温测量时精度可达1~2%。
（2）测量范围广。
可测1με~20000με。
（3）频率响应好。
可以测量从静态到数十万赫的动态应变。
（4）应变片尺寸小，重量轻。
最小的应变片栅长可短到0.178毫米，安装方便，不会影响构件的应力状态。
（5）测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。
（6）可在各种复杂环境下测量。
如高、低温、高速旋转、强磁场等环境测量。
4.电阻应变测量方法的缺点（1）只能测量构件的表面应变，而不能测构件的内部应变。
（2）一个应变片只能测构件表面一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。
电阻应变片1.电阻应变片的工作原理由物理学可知：金属导线的电阻率为当金属导线沿其轴线方向受力变形时（伸长或缩短），电阻值会随之发生变化（增大或减小），这种现象就称为电阻应变效应。
将上式取对数并微分，得：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。
其构造如图所示L R=A ρdR d dL dA R L A ρρ=+-dR d (12)R ρμερ=++3.电阻应变片的分类电阻应变片按敏感栅材料不同可分为金属电阻应变片和半导体应变片。
其中金属电阻应变片分为：(1)丝绕式应变片:敏感栅是用直径为0.01~0.05毫米的铜镍合金或镍铬绕制而成。
优点：基底、盖层均为纸做成，价格便宜，易安装。
缺点：其横向效应大，测量精度较差，应变片性能分散。
(2)短接式应变片:将金属丝平行排成栅状，端部用粗丝焊接而成。
应变测试技术概述及发展
目录1.前言 (2)2．正文 (3)2.1应变测试技术概述 (3)2.1.1应变量测的原理. (3)2.1.2应变量测的方法 (3)2.1.3.应用`最广泛的电阻应变计的构造，性能及使用技术。
(3)2.1.4应变量测技术中的温度补偿技术 (6)2.1.5．应变测点的布置技术 (6)2.2应变测试技术的发展 (6)2.2.1.我国近年来应变测试技术的发展 (6)2.2.2．浅谈对应变测试技术的展望 (7)3.结束语 (8)4.参考文献 (8)应变测试技术概述及发展100607224 许嘉琳南京林业大学土木工程学院摘要：大多数的试验与检测中都要用到应变测试技术。
应变测试技术简单说来就是用应变计测出试件在一定长度范围内的长度变化，再由长度变化和应变的关系求出应变值。
电阻应变计是最主要的一种应变计，测点的选择，应变片的粘贴，以及温度补偿技术是应变计使用技术的重要组成部分。
近年来应变测试技术有了很大发展，与虚拟技术的结合将使它拥有更广阔的前景。
关键词：应变量测技术，概述内容，电阻应变计，使用技术，发展与前景。
Title: The simple present and development of strain measurementtechnologyAbstract: Most experiments and tests have to use strain measurement technology. To put itsimply, strain measurement technology is using strain gauges to measure length changes within a certain distance, and then get strain values by relationships in length changes and strain. Resistant strain gauge is the most important strain gauge. It’s using technology includes choosing measuring points, pasting strain gauges , and the temperature compensation technology. Recent years , strain measuring technology developed quickly .It will have a more broad prospect combined with the virtual technology.Key words:strain measurement technology; simple present; resistant strain gauge; using technology; development and prospect.1.前言在土木工程结构试验中,试件作为一个系统,所受到的外部作用(如力,位移,温度等)是系统的输入数据,试件的反应,如应变,应力,裂缝,位移,速度,加速度等是系统的输出数据.通过对输入与输出数据的量测,采集和分析处理,可以了解试件系统的分析特性,从而对结构的性能作出定量的评价.为了采集到准确可靠的数据,应该采用正确的量测方法,选用可靠的量测仪器设备.应变量测是结构试验量测中最重要的内容,掌握应变测试技术,了解构件的应力分布情况,特别是结构控制截面处应变的最大值及应力分布,对于建立强度计算理论或验证设计是否合理,计算方法是否正确等,都有重要的意义.2．正文2.1应变测试技术概述2.1.1应变量测的原理.结构在外力作用下,内部产生应力,不同部位的应力值是评定结构工作状态的重要指标,也是建立结构理论的重要依据.直接测定构件截面的应力值目前还没有较好的方法,一般的方法是先测定应变,而后通过应力应变的关系测定应力.应变的量测,通常是在预定的标准长度范围内,量测长度变化增量的平均值,由应变和长度的关系求得应变,这就是应变测量的原理.所以,应变的量侧实际上是量测标距和变化增量.标准长度原则上应尽量小,特别是对于应力梯度较大的结构和应力集中的测点.但对某些非均质材料组成的结构,应有适当的范围.一般要求应变计标距不小于20cm.对于钢材等均质材料，应变计标距可取小一些。
应变测试技术——电阻应变片ppt课件
三相电表电费计算公式
三相电表电费计算公式：
单价（元）=电费总额÷总用电量；
电费总额（元）=总用电量（度）×单价（元）；
峰谷费用（元）=峰电量（度）×峰单价（元）+谷电量（度）×谷单价（元）；
总电费（元）=峰谷费用（元）+月度服务费（元）+附加费（元）+电
调节服务费（元）+电度损耗费（元）；
电度损耗费（元）=实际用电量（度）×电度损耗率（%）×单价（元）。
应变测试方法
应变测试方法电阻应变测试1.电阻应变测量技术是用电阻应变片测量构件的外表应变，再根据应力一应变关系确定构件外表应力状态的一种实验应力分析方法。
用电阻应变片测量应变的过程：2.分类：(1)静态测量：对永远恒定的载荷或短时间稳定的载荷的测量。
(2)动态测量：对载荷在2〜1200HZ范围内变化的测量。
3.电阻应变测量方法的优点(1 )测量灵敏度和精度高。
其最小应变读数为1 ^£(微应变，1卩£ =10-6£)在常温测量时精度可达1〜2%(2)测量范围广。
可测1卩£〜20000卩£。
(3)频率响应好。
可以测量从静态到数十万赫的动态应变。
(4)应变片尺寸小，重量轻。
最小的应变片栅长可短到毫米，安装方便，不会影响构件的应力状态。
(5 )测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。
(6)可在各种复杂环境下测量。
如高、低温、高速旋转、强磁场等环境测量。
4. 电阻应变测量方法的缺点(1) 只能测量构件的外表应变，而不能测构件的内部应变。
(2) —个应变片只能测构件外表一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。
电阻应变片1.电阻应变片的工作原理由物理学可知：金属导线的电阻率为‘ L R=— A当金属导线沿其轴线方向受力变形时(伸长或缩短) ，电阻值会 随之发生变化(增大或减小)，这种现象就称为 电阻应变效应。
将上式取对数并微分，得：dL dAL A(1 2 )2. 电阻应变片的构造如下图dR 电阻应变片由敏感栅、 引线、基底、盖层、粘结剂 组成。
其构造Jex引箜3.电阻应变片的分类电阻应变片按敏感栅材料不同可分为金属电阻应变片和半导体应变片。
其中金属电阻应变片分为：(1)丝绕式应变片:敏感栅是用直径为〜毫米的铜镍合金或镍铬绕制而成。
优点：基底、盖层均为纸做成，价格廉价，易安装。
缺点：其横向效应大，测量精度较差，应变片性能分_________________(2)短接式应变片:将金属丝平行排成栅状，JxEEj端部用粗丝焊接而成。
应变片电测法
1.应变片电测法
测量原理
应变片电测法是用电阻应变计测量结构的表面应变，再根据应变—应力关系确定构件表面应力状态的一种试验应力分析方法。
测量时，将电阻应变片粘贴在零件被测点的表面，当零件在载荷作用下产生应变时，电阻应变计发生相应的电阻变化，用应变仪测出这个变化，即可以计算被测点的应变和应力。
电阻应变片测试方法特点
电阻应变片法是一种在技术上非常成熟的的表面应力逐点测量方法已经有多年的历史。
应用范围涉及各种行业领域，具有如下优点：
（1）测量精度和灵敏度高，常温测量时精度可达到量程大；
（2）最高可达尺寸小应变计栅长度最小为0.178mm；
（3）可以实现梯度较大的应变测量，技术成熟，应用广泛但是应变片的测量原理也决定了它的技术缺点属于接触式测量只能测量构件表面的应变不能测量构件内部应变不能进行，应变测量应变计测出的应变值是应变计栅长度范围内的平均应变值属于电测法，一个应变片需有两根导线构成测量回路，并且需要采取特殊的措施增强系统的抗电磁干扰能力。
2.光纤bragg光栅测试法(简称光纤光栅法)
光纤光栅传感器测试原理
裸光纤光栅传感器是一种未经封装的传感元件，它以裸光纤为载体，通常由纤芯和外面的保护层组成。
其中纤芯的直径仅为0.125mm，光线在其内部进行全反射传播当芯层折射率受到周期性调制后，即成为光栅bragg。
光栅会对入射的宽带光进行选择性反
射反射一个中心波长与芯层折射率调制相位相匹
配的窄带光此中心波长称之为波长。
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
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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。
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§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
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§3-1 电阻应变片
4 应变片的参数和工作特性
应变片测力原理
应变片测力原理应变片是一种用于测量物体受力情况的传感器，它利用材料在受力时产生的应变变化来实现测力的目的。
应变片测力原理是基于应变片的工作原理来实现的，下面我们将详细介绍应变片测力原理及其应用。
应变片是一种特殊的传感器，它通常由金属或半导体材料制成。
当物体受到外力作用时，应变片会产生应变，即材料的长度、宽度或厚度会发生微小的变化。
这种微小的变化可以通过应变片内部的电阻变化来进行测量。
应变片上粘贴有一层导电材料，当应变片受到外力作用时，导电材料的电阻会发生变化，通过测量电阻的变化就可以得到物体受力的大小。
应变片测力原理利用了材料在受力时的应变特性，通过测量应变片内部电阻的变化来实现对物体受力的测量。
这种原理可以应用于各种领域，如工业生产、机械制造、航空航天等。
在工业生产中，应变片测力原理可以用于监测设备的受力情况，帮助工程师了解设备的工作状态，及时进行维护和保养。
在机械制造领域，应变片测力原理可以用于测试材料的强度和耐久性，确保产品的质量和安全性。
在航空航天领域，应变片测力原理可以用于飞机和航天器的结构设计和测试，保证其在飞行过程中的安全性和稳定性。
除了上述应用，应变片测力原理还可以应用于医疗设备、汽车制造、体育器材等领域。
在医疗设备中，应变片测力原理可以用于测量人体的受力情况，帮助医生了解患者的身体状况。
在汽车制造中，应变片测力原理可以用于测试汽车零部件的耐久性和安全性，确保汽车在行驶过程中的稳定性和可靠性。
在体育器材领域，应变片测力原理可以用于测试运动员的力量和速度，帮助他们提高训练效果和竞技成绩。
总之，应变片测力原理是一种基于材料应变特性的测力原理，通过测量应变片内部电阻的变化来实现对物体受力的测量。
它在各个领域都有着广泛的应用，为工程师和科研人员提供了重要的测量工具，有助于提高产品质量和安全性，推动科技进步和社会发展。
希望本文对您了解应变片测力原理有所帮助。
应变片灵敏系数测定
应变片灵敏系数测定一、静态电桥法静态电桥法是最基本也是最常用的应变灵敏系数测定方法。
该方法基于电桥原理，利用电桥平衡条件确定应变片电阻的变化量。
桥路一般选用狄拜电桥，在桥路中设置应变片作为信号臂。
当加上外力引起应变片变形后，电桥不再平衡。
通过调节电桥中其他阻值元件（如标准电阻、电容等）的阻值，使得电桥再次平衡，测得应变片电阻变化量，再通过应变计算得到应变灵敏系数。
静态电桥法的优点是测量精度高、信号响应时间短，适用于稳定载荷条件下的测量。
但是该方法需要较为严格的实验环境，排除外界干扰对测量结果的影响。
动态电桥法利用变换的电桥技术，对应变片电阻变化进行跟踪，得到应变信号。
与静态电桥法不同，动态电桥法的测量是在加载信号下进行的，可以获得应力随时间的变化曲线。
动态电桥法的主要特点是能够进行多次加载，并获得应力应变循环曲线（hysteresis curve）。
动态电桥法的缺点是实验难度大，需要复杂的线路和信号处理设备，经常需要使用快速变速器件，例如锁相放大器（lock-in amplifier）。
三、恒温法在环境温度受控的条件下，利用牛顿冷却定律对应变片进行恒温控制。
在恒温状态下，利用热电物理效应测量应变片的电阻变化，计算得到应变灵敏系数。
该方法可在室温下进行，不需要太高级的设备和技术，但精度和效率较低。
四、电容差效法该方法利用电容的公式C=εS/d，其中C为电容值，S为电极面积，ε为介质电常数，d为电介质的厚度。
当用薄膜作为电介质，且其厚度在电容差效器的静电感受器尺度下，传感器可以测量薄膜面内的微小尺度。
这种应变灵敏系数测定方法具有精度高、可靠性好、灵敏度高等优点，不仅适用于无刚度测试，而且适合高温、高压等极端环境。
但该方法的缺点是一次只能测量一个方向的应变，并且需要较大的面积。
总体而言，应变灵敏系数作为应变片的基本特性之一，是对应变片产品质量控制和产品应用的重要评价指标。
不同的应变灵敏系数测定方法各有优缺点，根据实际的测试需求和实验环境，选择合适的测量方法，可以获得准确可靠的测量结果。
电测技术概述及应变片
7、应变计的绝缘电阻 、
影响：零漂 影响： 提高方法： 提高方法：选用绝缘性能的基应变极限：相对误差不超一定数值（ 应变极限：相对误差不超一定数值（10%）时的 ） 真实应变值。 真实应变值。 决定因素： 决定因素： a、粘结剂和基底材料传递应变的性能； 、粘结剂和基底材料传递应变的性能； b、引线与敏感栅焊点的布置形式； 、引线与敏感栅焊点的布置形式； c、应变计的安装质量； 、应变计的安装质量； d、工作温度。 、工作温度。
3. 处理方法：预加卸载 处理方法： 4. 标定：相邻两次载荷为零时的应变差最大值。 标定：相邻两次载荷为零时的应变差最大值。
X
5、应变计的漂移及其标定 、
1. 零漂：无输入时输出随时间的偏离量。 零漂：无输入时输出随时间的偏离量。 产生原因： 产生原因：工作电流引起的温度变化导致 2. 蠕变：承受恒定机械应变下输出随时间变化产 蠕变： 生的偏离量。 生的偏离量。 产生原因： 产生原因：零漂和胶层滑移 3. 零漂和蠕变的标定： 零漂和蠕变的标定： 在恒温、恒载（应变） 在恒温、恒载（应变）下记录输出 ~时间 时间 关系，确定变化规律。 关系，确定变化规律。
4. 温漂：输出随温度变化产生的偏离量。 温漂：输出随温度变化产生的偏离量。 a、热输出：无应变输入时温度变化引起的应变输出。 、热输出：无应变输入时温度变化引起的应变输出。 产生原因：敏感栅材料的电阻温度系数变化； 产生原因：敏感栅材料的电阻温度系数变化； 不同材料的热胀系数差异。 不同材料的热胀系数差异。 标定： 温度关系。 标定：在无荷载下记录升温过程的输出 ~温度关系。 温度关系 b、热滞后：升温和降温热输出之间的差值。 、热滞后：升温和降温热输出之间的差值。 标定： 温度关系。 标定：在升降温过程连续记录的输出 ~温度关系。 温度关系
应变测量方法详解
将应变片置于平面应变场中，沿应变片轴线方向的应
变为 x，垂直于轴线方向的横向应变 y，应变片敏感
栅电阻相对变化为：
y
R R
R ( R )x
(
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。
AD
L
式中： 为导线材料泊松比。
dR d (1 2) R
二、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。其构造如图所示：
敏感栅：用合金丝或合金箔制成的栅。
作用：将 R R
栅长L：指两端圆弧内侧或两端横栅内侧之间的 距离，一般为0.2~100mm。
栅宽B：敏感栅外侧之间的距离。
与试件表面沿应变片轴线方向的应变 之比值，
称为应变片的灵敏系数，即：
K= R R
注意：K值是应变片的主要参数，它取决于敏感栅 的材料、型式、几何尺寸、基底、粘结剂等多种 因素。通常由制造厂在专用设备上标定给出K值。 常用的K=2.0~2.4
（三）横向效应系数（H）
应变片的敏感栅除有纵栅外，还有圆弧或直线形的横 栅。横栅主要对垂直于应变片轴线方向的横向应变敏 感，因而应变片指示应变中包含有横向应变的影响， 这就是应变片的横向效应。
（六）机械滞后（Z j）
在恒定温度下，对安装有应变片的试件加载—卸载。
以试件的机械应变 为横 j坐标，应变片的指示应变 为纵i 坐标绘成曲线，加载与卸载曲线不重合，这种
试验一静态应变测试工艺及静态应变仪的操作方法
试验一静态应变测试工艺及静态应变仪的操作方法一、试验目的及要求1.掌握电阻应变片的选用原则、方法及其粘贴技术；2.熟悉静态应变仪的操作规程；3.掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理；4.学会电阻应变仪的半桥测量接线方法。
二、试验设备及仪表电桥兆欧表万用电表粘结剂电阻应变片电烙铁及其它工具导线若干Bz-2206型静态电阻应变仪标准钢梁（等强度梁）三、试验内容及原理1. 电阻应变片的粘贴技术（1）、外观检查；用放大镜仔细检查应变片结构，检查丝栅有无短路、有无锈蚀斑痕、有无弯折；测试应变片的阻值，检查其阻值是否和提供的电阻应变片阻值相符；（2）、贴片前表面的处理：将欲贴应变片部位表面用砂纸打光，并将其表面打出与等强度梁轴线成450的细纹，然后用药棉沾丙酮将表面擦洗干净，细至药棉上无污迹为止；（3）、画线定位：在贴片处，根据测量方向定位画线（如图2）；（4）、在粘贴应变片处滴一小滴502胶（注意应变片正反面），将应变片贴在预定位置上，用一小块塑料布盖在应变片上，用手轻轻挤压应变片，将多余的胶水挤出（注意不要让胶水粘在手上）；（5）、检查贴片质量：先观察应变片下是否有气泡、漏粘现象，检查引出线是否粘在试件上，再用万用表检查应变片的绝缘度，绝缘度要求大于100MΩ，若不符合要求，则用吹风机烘烤（注意温度不能超过600），若仍不能达到要求，则需要重新贴片；（6）、接线：先贴端子，将应变片的引线、导线分别焊在端子的对应接头上；（7）、在导线的一端进一步检查片子的绝缘度及阻值；（8）、防潮处理：用凡士林把应变片、端子封好；2. 静态电阻应变仪的操作原理静态电阻应变仪的读数ε仪与各桥臂应变片的应变值εi有下列关系：ε仪=ε1-ε2-ε3+ε4半桥接线与测量如果应变片R1接于应变仪AB接线柱，温度补偿片R2接于BC接线柱，则构成外半桥，如图3；内半桥由应变仪内部两个精密无感绕线电阻组成，应变仪读出的数值为ε仪=ε1。
《应变片贴片技术》
3. 电阻应变片测量应变的基本要求：从电阻应变片测量应变的基本原理中可以看出，首先要保证应变片与被测物体共同产生变形，其次，要保证电阻应变片本身的电阻值的稳定，才能得到准确的应变测量结果，这是应变片粘贴的基本原则。
因此应变片本身的质量和粘贴质量的好坏对测量结果影响很大，应变片必须牢固地粘贴在试件的被测测点上，因此对粘贴的技术要求十分严格。
为保证粘贴质量和测量正确，要求如下：1)认真检查、分选电阻应变片，保证应变片的质量；2)测点基底平整、清洁、干燥，使应变片能够牢固地粘贴到试件上，不脱落，不翘曲，不含气泡；3)粘结剂的电绝缘性好、化学性质稳定，工艺性能良好，并且蠕变小，粘贴强度高，温、湿度影响小，确保粘贴质量，并使应变片与试件绝缘，保证电阻应变片电阻值的稳定；4)粘贴的方向和位置必须准确无误，因为试件上不同位置、不同方向的应变是不同的，应变片必须粘贴到要测试的应变测点上，也必须是要测试的应变方向；5)做好防潮工作，使应变片在使用过程中不受潮，以保证应变片电阻值的稳定。
4. 贴片前准备4.1 工具、辅助材料准备1)试件；2)电阻应变片；3)数字万用表；4)粘合剂：502胶；5)丙酮；6)棉球；7)镊子、划针、砂纸、锉刀、刮刀、塑料薄膜、胶带纸、电烙铁、焊锡、焊锡膏等小工具；8)接线柱、短引线；9)电吹风机或红外烘干机。
4.2 技术准备1)测试点的选择测点的选择和布置对能否正确了解结构的受力情况和实现正确的测量影响很大。
测点愈多，愈能了解结构的应力分布状况，然而却增加了测试和数据处理的工作量和贴片误差。
因此，根据应以最少的测点达到足够真实地反映结构受力状态的原则，来选择测点。
为此，一般应考虑：a）预先对结构进行大致的受力分析，预测其变形形式，找出危险断面及危险位置。
根据受力分析和测试要求，结合实践经验最后选定测点。
b）在截面尺寸急剧变化的部位或因孔、槽导致应力集中的部位，应适当多布置一些测点，以便了解这些区域的应力梯度情况。
土木工程测试技术-应变片测量技术
土木工程测试技术—电阻应变片测量技术摘要：当今，在工程结构试验中，电阻应变片测量技术仍是应用最广泛和最有效的应力测量技术，并且在现今的工程结构健康监测方面也发挥着积极的作用。
由电阻应变片制成的各种电阻应变式传感器，在各个工程行业中也发挥着极其重要的作用。
本文简单的介绍下电阻应变片测量技术的发展史及其在目前建筑等行业中的应用。
关键词：电阻应变片传感器横向效应应变片的灵敏度系数电阻应变片是电阻应变测量的传感元件。
用电阻应变片进行测量时，一般将应变片粘贴于构件表面，当构件受力变形时，应变片亦随之变形，变化的结果将导致应变片的电阻变化。
测量出这种变化，并转换成相应的应变，即实现非电量的电测。
电阻应变片具有结构简单、性能稳定可靠、灵敏度高、频率范围广的特点。
此外，将电阻应变片粘贴到各种弹性元件上还可以制成能测量位移、力、力矩、扭矩和加速度的传感器，因而，电阻应变片是使用最为广泛的应变测量器件。
电阻式传感器的电阻变化量 R通常很小,所以转换的信号是微弱的,需要经过调理放大后驱动显示。
电阻应变片国内习惯称为电阻应变计，简称应变计或应变片，它是在第二次世界大战结束的前后出现的，已经有六七十年的历史了。
作为一个敏感元件，其测量方法的技术已经十分成熟了。
现今，随着应用光纤传感器等其他测量技术的发展，有些人认为应用电阻应变计的电测技术已趋于老化。
这是一种误解，电阻应变计使用于空间（高真空、深低温）、海水中（高压、流水中）、土中等广泛的计测范围。
适用结构对象有航空、航天器、原子能反应堆、发动机、汽车、机车车辆和轨道、架线；船舶。
桥梁、道路、大坝以及各种建筑物、机场、港湾设施等；适用的材料，由开始时的钢铁和铝等各种金属材料，到木材、塑料、玻璃、土石类、复合材料，并且，它不仅适用于室内实验、模型实验，还可以在现场对实际结构或部件进行测量。
这些特点是任何一种传感元件或传感器所不能比拟的。
另外它在今后对结构和设备的安全监护方面也有广泛的应用前景。
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1 H H ( ) R K K [1 ] R 1 H 1 H K [1 H ( )] 当应变片L方向与试件单向应力方向一致时，
b l S l S l 0 0 b S l 0 l
为 -μ0，则后一项为零。否则不为零。
应变片在实际使用时，如果应力为单项应力状态时， 且 ；或H=0，那么ΔR/R只与εl有 关。否则不但与εl有关，而且还与 有
14.9
康
铜
Cu Ni
Ni Cr Ni Cr Al Fe
57% 1.7~2.1 43%
80% 2.1~2.5 20%
镍铬合金
0.9~1.1
110~150
14.0
镍铬铝 合金 (卡玛合金)
73% 20% 3~4 2.4~2.6 %
余量
1.33
-10~10
13.3
基底材料及粘接剂
纸基 :用纸作为基底,现在几乎不用了. 胶基 : 常用的基底材料: 胶膜:环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等. 特点:柔软、易于粘贴. 玻璃纤维布:耐高温（450℃）多用于测中 、高温, 刚度比胶膜大. 金属薄片:用不锈钢或合金做成,用焊接法把应变片 焊接在试件上.
l l b l l
l
假设εl=0,把εh =- μεb代入上式，得
dR ( M 1) ( M 1) K R
b b h b b
b
假设εl≠0,把εb ≠ 0，得
dR K K R
l l b
b
Kl—纵向灵敏度系数； Kb—横向灵敏度系数
令
该式
K H K
b
H—横向效应系数
b 0 l
b
l
关。被测试件若处于双向应力状态中，若按下式
R KSl R
计算εl,会产生误差。相对误差为
时，γ=0 当H=0或单向应力状态下
h
d
M M M
l l b b h
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
h
式中：Ml 、Mb 、Mh:为长、宽、厚三个方向的压阻应变系数
dR ( M 1) ( M 1) ( M 1) R
l l b b h
h
假设εh=0,把εb=- μεl 代入上式，得
dR ( M 1) ( M 1) K R
5.焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。
6.用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应 大于500M欧。
7.应变片保护：用704硅橡胶覆于应变片上，防止 受潮。
6.2 应变片转换原理
电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体 产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。
1) 工作原理
l 0
l
若令
K K (1 H )
s l 0
代入上式，并用增量形式表达
该式可求灵敏系数
可写成
KS
若把
R KSl R
S l
：应变片的灵敏系数（Strain Gage Factor）出厂时，厂家给出
K K 1 H
0
dR K (1 H ) R
b l l l
b 0 l
一、应变片构造及材料
构成: 1.敏感栅:用专用材料制成的电阻栅丝. 2.基底:固定栅丝的绝缘层. 3.引线:与栅丝焊接输出（电阻变换量）外接电桥中.
对敏感栅材料性能的要求: 电阻率高;良好的加工性能,机械性能与焊接性能;具有一定热稳定性,灵敏系数大. 常用材料:康铜（铜镍合金）、镍铬合金、铁铬铝及金属铂（铂合金）等,前两种 用的多
电阻应变片的选择、粘贴技术
1.目测电阻应变片有无折痕.断丝等 缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。 2.用数字万用表测量应变片电阻值大 小。同一电桥中各应变片之间阻值 相差不得大于0.5欧姆. 3.试件表面处理：贴片处置用细砂纸打磨干净，用 丙酮或酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹 为止。 4.应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴502胶水， 轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。
有几种常见电阻应变片: 1.单轴电阻丝片 2.单轴常规箔片 3.单轴半导体应变片 4.剪切力片(扭矩片 ) 5.直角三轴片(直角应变片) 6.压力片 7.裂纹探测片 另外还有测大变形的单轴位移片(测水泥变形);测应力集中的应变片;测量薄 壳的弯曲应力以及薄膜中面应力的双层弯曲片 .测温、测疲劳、测残余应力 等应变片.
(f)单轴半导体应变片；(g) 二轴片； (h) 裂纹探测片；
(i)直角三轴片；(j)三角三轴片
压力片
三轴片
应变计
金属应变计
常用金属电阻丝材料物理性能
成 分 含量 灵敏度 电阻率 温度系数 线胀系数
材料名称
元素
sg
· mm2/ m
0.49
×10-6 /° C
-20~20
×10-6 /° C
L d L dL L db L dh dR bh bh L bh b bh h
有：
其中
dR d dL db dh R L b h
b db b b
b
L dL l L L 由压阻效应可得到
h dh h h
金属应变片的电阻R为
L
A
R l / A
上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数
R
L
bh
R R R R dR d dL db dh L b h L d dL 1 L db L 1 dh L bh bh L b h b b h h
可写成
l
dR K K R
l l b
b
dR K (1 H ) R
b l l l
由上式可知，当应变L 方向与试件单项应力状态的主应 力方向一致粘贴时， ， μ0为材料的泊松比
b 0
dR 与 l 成正比 R
l
这样,即:
dR K (1 H ) R
第六章、应变片测试技术基础
6.1 电阻应变计
1. 定义 电阻应变计是一种测量应变的片状量具，简 称应变片。
优点 ：精度高、频响宽、体积小、重量轻。
应用：应力、外力、扭矩、重量、振动、压力等
2 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。