电阻应变量测仪器.
电阻应变仪
电阻应变仪一．用途电阻应变仪是用来测量构件或机械零件变形（线变形）的仪器。
这种仪器具有灵敏度高、体积小、便于远距离测量等优点。
它是电测法的主要仪器，对于验证设计理论、检验工程质量，以及决定正确的设计方案，都简便可靠。
因此它被广泛地应用于各类工程的应力分析实验中。
二．基本原理电阻应变仪主要由电阻应变片和应变仪两部分组成。
其工作原理是，把非电量的变形变化转变为电量的变化，即利用贴在构件上的电阻应变片随同构件一起变形引起电阻的改变，通过电子仪器测量此电阻的改变量，就可以求得构件所贴部位的应变。
1．电阻应变片电阻应变片由直径为0.02~0.05mm的康铜丝或镍铬丝制成的。
为使合金丝在标距内获得较大的工作长度，通常将合金丝绕成栅型。
合金丝的两边贴以绝缘薄纸，以免与试件直接接触。
两端用直径为0.1~0.2mm 的铜丝引出，L为标距，通常为1~100mm。
一般电阻应变片的电阻值为120Ω。
使用时，用特制的胶水将电阻片贴在试件的欲测部位，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）。
从物理学可知，长度为，直径为的金属电阻丝，其电阻值为若使金属电阻丝产生拉伸（或压缩）变形，则金属丝的长度、横截面积和电阻率都将变化，金属丝电阻值的相应变化量由下式求得其中又有，所以将等式两边除以得实验证明，在金属丝弹性范围内，是一常数，故令（称为灵敏系数）于是，我们得到式中K称为电阻应变片的灵敏系数，它的数值与电阻丝的材料及绕线方式有关，一般K值在2.0左右。
2．温度变化对应变片的影响和温度补偿片粘贴在测点上的应变片，若周围环境温度变化时，其电阻值也将产生改变，原因有二：（1）敏感栅电阻值随温度而改变温度时，敏感栅的电阻值为——温度在零度是敏感栅的电阻值——敏感栅的电阻温度系数当温度改变为时，应变片的阻值将改变（2）应变片线膨胀系数和测点材料线膨胀系数不同使应变片电阻变化当温度改变为时，应变片敏感栅的长度变化：测点材料的长度变化：长度变化的差值：因为，，所以因此，实验过程中如果温度变化，则应变片电阻的变化量为在常温应变测量中，常利用电桥原理，采用温度补偿片来消除温度变化的影响。
电阻应变仪
3 电阻应变仪 1．电阻应变仪的组成电阻应变仪是把电阻应变量测系统中放大与指示（记录、显示）部分组合在一起的量测仪器，主要由振荡器、量测电路、放大器、相敏检波器和电源等部分组成，把应变计输出的信号进行转换、放大、检波以及指示或记录。
2．电阻应变仪的原理电阻应变仪的测量原理是通过惠斯登电桥 ，将微小电阻变化转变为电压或电流变化，惠斯登电桥是由4个电阻1R 、2R 、3R 和4R 组成，如图所示，4个电阻构成电桥的4个桥臂。
根据电工学原理，在电桥的B 、D 端输出电压为BD U 与电桥的A 、C 端的输入电压AC U 的关系为：()()42314231R R R R R R R R U U ACBD ++-= （ 8）当4个电桥的电阻满足式3.2.9时，电桥的输出电压为零。
这种状态称为平衡状态。
3421R R R R = （ 9） 假设初始状态为平衡状态，受力后桥臂电阻分别有微小的电阻增量1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆，这时电桥输出电压的增量BD U ∆为BD U ∆＝AC U R R R R R R R R R R R R R R R R ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆-∆++∆-∆+））（（）（443324343221122121() （ 10） 图 6 惠斯登电桥R 1R 2R 4R 3BACB U ACU4．测量电路根据桥臂上受试验对象的应变变化而改变的电阻应变片（工作应变片）的数量，测量方式主要有：全桥电路、半桥电路和1/4桥电路。
（1）全桥电路全桥电路就是在量测桥的四个桥臂上全部接入工作应变片，其中相邻臂上的工作片兼作温度补偿片，现假定选取的四个桥臂应变片的阻值都相等（全等臂电桥），即1R ＝2R ＝3R ＝4R ＝R ，且每个应变片的灵敏系数K 也相同，则上式变为：BD U ∆＝）（44332211ΔΔΔΔ4R R R R R R R R U AC -+-＝)(4K 4321εεεε-+-AC U （ 11） （2）半桥电路半桥电路是由两个工作片和两个固定电阻组成，则BD U ∆＝）（22114R R R R U AC ∆-∆＝)(4K 21εε-AC U （ 12） （3）1/4桥电路1/4桥电路常用于量测应力场里的单个应变，即只有1R 变化，而2R 、3R 和4R 不变化，则BD U ∆＝4AC U 11R R ∆＝14K εAC U （ 13） 5．多点测量线路进行实际测量时，一个测点显然是不可取的，因而要求应变仪具有多个测量桥，这样就可以进行多测点的测量工作。
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。
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一、实验目的1. 理解静态电阻应变测量原理及仪器使用方法；2. 掌握桥路实验仪器的连接方法；3. 学习仪器的使用细节。
二、实验原理静态电阻应变仪是一种常用的测量应变的仪器，其原理是测量材料的电阻变化来计算应变量。
具体操作步骤如下：1. 将测量材料粘贴于应变测试器表面，并确定测量方向；2. 将测量电路接入桥路实验仪中；3. 通过按键选择和标定，调节应变测试器的灵敏度；4. 正确设置电阻箱中电阻的值，以获得准确的电路平衡状态；5. 读取应变量。
三、实验步骤1. 将应变测试器粘贴于试验板的表面，确定测量的方向。
2. 将桥路实验仪的电源线接入电源插座，开启实验仪，并设置好前置增益。
3. 按照实验仪器使用手册的要求连接电路，连接电阻箱，根据实验需要开启并操作预置按键。
4. 通过调节电阻箱的取值，确定电路平衡。
5. 观察实验仪器屏幕上的电压值，并记录数值。
6. 反复进行多次实验，并取平均值。
四、实验结果本次实验采用的是标准金属材料进行测试，实验结果如下：被试材料 | 应变值:------:|:------:铜板 | 0.00006铝板 | 0.00008铁板 | 0.00014五、实验中需要注意的问题1. 测量材料的粘贴位置需要准确，保证测量的准确性。
2. 操作前需要检查所有连接线路是否连接牢固。
3. 操作时要注意安全，避免触碰到裸露电线。
4. 实验后注意取消电源插头连接，并断开电路线。
本实验是静态电阻应变仪的使用及桥路连接实验，通过实验可以清楚的了解测量静电阻应变原理、桥路实验仪器的连接方法和使用过程，同时还可以熟悉操作技巧和注意事项，是非常实用和有意义的实验。
动态电阻应变仪
动态电阻应变仪仪器概述动态电阻应变仪是一种用于测量材料动态应变特性的仪器，主要应用于材料动态力学性能测试、材料高速碰撞试验、爆炸冲击试验等领域。
该仪器利用负载电阻和微弱电压的变化来测量材料的应变特性和变形速率。
工作原理动态电阻应变仪的工作原理是利用材料在受到外力作用时发生的应变使其电阻发生变化。
仪器的测试电路包括电流源、负载电阻、标准电阻和电压输入模块。
当电流通过测试物体时，其电阻随着受力的大小和方向发生变化，可以通过电压输入模块感测到电阻的变化，从而得到受力和应变的关系。
仪器特点动态电阻应变仪具有以下特点：1.高灵敏度：该仪器所采用的负载电阻和标准电阻均具有高灵敏度，可以精确测量材料的微小变化。
2.宽测试范围：该仪器可测试多种材料的动态应变特性，与材料的硬度、密度、形状等因素无关。
3.高精度：该仪器具有高精度、高分辨率的特点，可测量微弱应变信号。
4.易操作：该仪器操作简单，易于掌握，方便实用。
应用领域由于动态电阻应变仪可以对材料动态应变特性进行精确测量，因此在材料科学和工程领域有着广泛的应用。
主要应用于以下领域：1.材料的高速碰撞试验：在汽车和船舶设计中，需要对部件在高速碰撞时的应力和变形进行测试，动态电阻应变仪可以精确测量碰撞时的应变和变形速率。
2.爆炸冲击试验：在军事和民用领域，需要对材料在爆炸冲击下的变形和破坏行为进行测试，动态电阻应变仪可对这些变化进行精确的记录和分析。
3.动态力学性能测试：在材料科学和工程领域，需要对材料的动态力学特性进行测试，例如材料的弹性模量、泊松比、动态损伤特征等。
总结动态电阻应变仪是一种精密测量材料动态应变特性的仪器，在材料科学和工程领域有着广泛的应用。
其高灵敏度、宽测试范围、高精度和易于操作的特点，使其成为材料科学和工程领域不可或缺的测试仪器之一。
《电阻应变仪》课件
应变是指物体在外力作用下发生 的形变，而电阻应变仪则是通过 测量电阻的变化来间接测量应变 。
电阻应变仪的原理
金属丝或应变片在受到外力作用时， 会发生形变，从而导致其电阻值发生 变化。
电阻应变仪通过测量这种电阻变化， 并利用一定的转换关系，可以推算出 物体的应变值。
电阻应变仪的应用
在结构健康监测中，电阻应变仪 可以用于监测桥梁、大坝、高层 建筑等大型结构的应变情况，及 时发现潜在的结构安全隐患。
3
科研领域
在材料科学、生物医学等科研领域，电阻应变仪 的应用将为科学研究提供更加精准的数据支持。
在振动测试中，电阻应变仪可以 用于测量物体的振动位移、速度 或加速度等参数。
电阻应变仪广泛应用于结构健康 监测、压力测量、振动测试、材 料力学等领域。
在压力测量中，电阻应变仪可以 用于测量气体或液体的压力。
在材料力学中，电阻应变仪可以 用于研究材料的力学性能，如弹 性模量、泊松比等。
01
电阻应变仪的结构 与功能
电阻应变片的原理与构造
电阻应变片
由敏感栅、基底、覆盖层和引线 组成，用于将应变转换为电阻变 化。
工作原理
当应变片受到外力作用时，敏感 栅发生形变，导致电阻值发生变 化，通过测量电路检测电阻变化 即可得到应变值。
测量电路的工作原理
01
02
03
桥式电路
将应变片接入惠斯通电桥 ，通过调节电桥平衡，得 到与应变值成正比的电压 输出。
放大器
将电桥输出的微弱电压信 号放大，便于后续的信号 处理和显示。
模数转换器
将模拟的电压信号转换为 数字信号，便于计算机处 理和存储。
电阻应变仪的测量精度与误差分析
测量精度
静态应变测量仪器原理
02 该技术的缺点是只能 测量构件表面有限点 的应变，而且所测应 变是应变计敏感栅投 影面积下构件应变的 平均值，对于应力集 中和应变梯度很大的 部位会引起较大的误 差。
证明
如果RIR3＝ R2R4 ， 则输出电压V＝0，
0
电桥处于平衡状态；故RIR3＝ R2R4 ，
1
即为电桥的平衡条件。
若电桥四个桥臂均由四枚电阻应变计RI ，
03
敏感栅电阻的这一变化当然也引起 电桥的输出电压，严重时，每升温 1度，应变仪的指示应变可以达几 十微应变，显然这种非被测应变必 须设法排除。排除温度效应影响的 措施称为温度补偿。
根据上式，只要再用一枚与工作片相同的应变计作为补 偿片、贴在与被测构件材料相同但不受力的试件上。
使该试ห้องสมุดไป่ตู้与被测构件处于同一温度场中，
一、电阻应变计测量技术简介
01
电阻应变计测量技术 (简称电测法)是一种 非电量电测技术。
02
用粘结剂将该元件粘
R L 贴到被测构件表面 A
03
电阻应变计的工作原 理
04
电阻应变计就是利用 这一特性制成的传感 元件
R K
R
01 电测法具有灵敏度高、 适应性强、精度高、 自动化程度高、可测 多种力学量、可进行 远距离遥测等优点， 因而在科学研究和工 程实践中得到广泛的 应用。
应变计的灵敏系数K与供桥电压V是已知的， 根据输出电压，直接读出应变。
3．温度效应的补偿
01
贴有应变计的构件总处在某一温度 场中，当温度有变化时，会造成应 变计敏感栅电阻的变化；
02
此外，当敏感栅材料的线胀系数与 构件材料的线胀系数不同时，敏感 栅受到附加的拉伸或压缩，从而引 起电阻的变化。上述现象称为温度 效应。
电阻应变计的原理及使用
将应变仪与计算机结合,可以实 现图形显示,磁带记录,多点测量,自动 打印。
6 制造多种传感器（载荷、扭距、 压力、加速度）
（六）、缺点
1 单点测量
一片电阻应变片只能测定构件表面上一点 的某个方向的应变 ; 并且只代表栅长范围内的平均应变。 2 应变片一般只能测量构件表面的应力应 变, 3对结构三维应力测量很难进行。 4 尽管应变片很小,但对应力集中的测量, 仍无法精确。
电阻应变计的原理及使用
2.1电阻应变测量技术基础
(一) 、电测法的定义
用电阻应变片(应变计或电阻片 )作为敏感元件，用应变仪器, 测定受力构件的表面或者内部 应变,再根据应力-应变的关系 式,确定构件表面或者内部应力 状态的一种实验应力分析方法 。
（二）、原理
将电阻片牢固地粘贴在构件表面 ,构件变形连同应变片一起变形, 应变片的变形产生了电阻的变化 ,通过测量电桥(电阻应变测量装 置或电阻应变仪),使这微小的电 阻变化转换成与应变成正比的模 拟电信号(电压或电流)的变化,经 过信号放大,将其变换成构件的 应变值显示出来。
应变.
2 应变片尺寸小,重量轻,安装方便(粘 贴),对试件的工作状态和应力分布影 响很小。
3 频率响应快,机械滞后小。
如:电阻应变片响应时间为10-7S
半导体应变计的响应时间为10-11 S
即构件应变立即传递给应变片。
可以测量静态到动态或冲击下的动 应变。
4 可在恶劣环境下测量 如高速旋转,高温,低湿,深水,强
（或箔片）,易于消除加工效应
应变计常用金属金属材料的物理性能参见 P9的表2-1
（二）基底材料
厚度小,电绝缘性好 热稳定性好 机械强度高/应变极限大, 抗潮湿,耐腐蚀 无滞后和徐变 粘合能力强 透明,便于安装与定位
应变仪使用说明书
YJ-4501A静态数字电阻应变仪使用说明书上海疆海工贸有限公司南京航空航天大学监制一． 概述电阻应变仪是实验应力分析中电测法所必需的测试仪器。
随着科学技术不断发展，测试仪器也在日新月异地发展。
我们集多年应变电测技术的实践工作经验，并总结了电测实验教学、力学实验教学以及科研、生产、现场测试等实践工作中的经验，研究开发了适用于现代教学、科研、生产及应变测试的新一代的测试仪器——YJ-4501A 静态数字电阻应变仪。
YJ-4501A 静态数字电阻应变仪采用直流电桥、低漂移高精度放大器、大规模集成电路、A/D 转换器及微计算机技术并带有RS-232接口。
具有4 1/ 2 位数字显示，测量简便精度高、准确可靠稳定性好、易于组成测试网络、便于维修等优点。
本机带有12个通道，并可扩展测量通道。
YJ-4501A 静态数字电阻应变仪适用于航空航天、机械制造、土木建筑、水力发电、机车车辆、铁路运输、汽车结构、矿井设备、船舶、桥梁等研究、制造机构中的应变测试。
如配接相应的传感器，可测量重力、压力、扭矩、位移、温度等物理量。
二．主要技术指标1． 应变测量范围 0~±19999με2． 分辨率 1με/ 每个字3． 测量精度 小于测量值±（0.2%±2个字）4． 稳定性 ±2με/H5． 灵敏系数 1.8~2.56． 电阻平衡范围 0.6Ω7． 电桥电压 直流2V8． 测量通道 12个通道9． 电源电压 交流220V 50HZ10．外形尺寸 370×250×9011．重量 3 KG三．基本工作原理YJ-4501A 静态数字电阻应变仪的基本原理方框图如图1所示：应变测量时，欲测试件或构件表面某点的相对变化量ΔL/L 即应变ε，将阻值为R 的电阻应变片粘贴在试件或构件被测处，当试件或构件受外力作用产生变形时，应变片将随之产生相应的变形，根据金属丝的应变-电阻效应，应变片阻值发生变化，在一定范围内，应变片电阻的相对变化量ΔR/ R 与试件或构件的相对变化量成线性关系，即εK LL K R R =Δ=Δ （1） 式中K 称为应变片的灵敏系数。
电阻应变仪原理
电阻应变仪原理电阻应变仪是一种用于测量物体应变的仪器。
它的原理是利用电阻的变化来测量物体的应变。
当物体受到外力作用时，它会发生形变，这种形变会导致物体内部的电阻发生变化。
电阻应变仪就是利用这种变化来测量物体的应变。
电阻应变仪的基本原理是电阻的变化与应变成正比。
当物体受到外力作用时，它会发生形变，这种形变会导致物体内部的电阻发生变化。
电阻的变化量与应变成正比，即电阻的变化量与物体的应变成正比。
因此，通过测量电阻的变化量，就可以得到物体的应变。
电阻应变仪的工作原理是利用电桥原理。
电桥是一种用于测量电阻的仪器，它由四个电阻组成，其中两个电阻是已知的，另外两个电阻是待测的。
当电桥平衡时，电桥两端的电压为零。
当待测电阻发生变化时，电桥就会失去平衡，电桥两端就会产生电压。
通过测量电桥两端的电压，就可以得到待测电阻的变化量。
电阻应变仪利用电桥原理来测量物体的应变。
它由一个电阻应变片和一个电桥组成。
电阻应变片是一种特殊的电阻，它的电阻值会随着物体的应变而发生变化。
电桥的两个电阻是已知的，另外两个电阻是电阻应变片和待测物体的电阻。
当电桥平衡时，电桥两端的电压为零。
当待测物体发生应变时，电阻应变片的电阻值就会发生变化，电桥就会失去平衡，电桥两端就会产生电压。
通过测量电桥两端的电压，就可以得到待测物体的应变。
电阻应变仪是一种用于测量物体应变的仪器，它的原理是利用电阻的变化来测量物体的应变。
电阻应变仪利用电桥原理来测量物体的应变，它由一个电阻应变片和一个电桥组成。
当待测物体发生应变时，电桥就会失去平衡，电桥两端就会产生电压。
通过测量电桥两端的电压，就可以得到待测物体的应变。
简要说明电阻应变片的工作原理。
简要说明电阻应变片的工作原理。
电阻应变片是一种常见的应变测量装置，常用于测量物体的形变或应力变化。
其工作原理基于电阻的导电性质随形变或应变的变化而改变。
电阻应变片通常由金属材料制成，如铜、铂、钼等。
它们的结构类似于薄片，具有较高的导电性。
当电阻应变片受到应变或形变作用时，其尺寸和形状发生变化，导致电阻值产生相应的变化。
具体来说，电阻应变片会随着应变或形变的增加而拉伸或压缩，导致电阻值增加或减小。
电阻应变片的工作原理可归结为两种效应：伸长效应和座向效应。
伸长效应是指电阻应变片在受到拉伸应变时，其长度增加导致电阻值增加。
座向效应是指电阻应变片在受到压缩或拉伸应变时，其横截面积的变化导致电阻值增加或减小。
为了测量电阻应变片的变化，通常会将其组装成电桥电路。
该电路中包含一个恒定电流源和一个测量电阻的电桥。
当电阻应变片受到应变时，电桥中电阻的变化会导致电流的变化，从而可以通过测量电流来估计应变或形变的大小。
总而言之，电阻应变片的工作原理基于材料的导电性质随应变或形变的变化而改变，通过测量电阻的变化来间接测量应变或形变的大小。
电阻应变计的原理及使用
各 种 各 样 的 应 变 片
各种各样的箔式应变片
丝绕式:
采用0.012-0.05mm直径的镍铬或铜镍 合金丝在专用的机器上绕成栅状 (敏感 栅)，基底和复盖层用绝缘薄纸或胶膜， 引出线为0.25mm左右的镀银铜线，以 便焊接导线。这种应变片的栅长难以做 得很小，且应变横向效应大。但是价格 低廉，使用广泛 。 丝绕式标距:最小1.6毫米
A
D
l
d C dV C(dA dl ) C(1 2) dl
V
Al
l
材料泊桑比
代入上式，可以得到：
dR [(1 2) C(1 2)] dl
R
l
式中，μ金属丝材料的泊松比，C为与材料种类和
加工方法有关的常数。
令 Ks (1 2) C(1 2)
感器
应变片的筛选
应变片的基地与覆盖层无破损折曲、敏 感栅平直、排列整齐、无绣斑、气泡、 无霉点
用பைடு நூலகம்压（100V）高阻表检查绝缘电阻 量测应变片的初始电阻值。偏差小于
0.6欧姆 选用应变片时，要考虑应变片的性能参
数，主要有：应变片的电阻值、灵敏度、 允许电流和应变极限等。
应变片的精度
普通级：教学 精密级： 高精度传感器和精密测试 高精密级
2.6 粘贴应变片工艺：
粘贴工艺: 1）用砂布或打磨机打磨，除去油漆和锈迹，
形成光滑而又不是抛得很光的表面。 2）用侵有溶剂（丙酮）的纱布或脱脂棉擦
洗，除去油脂痕迹。 3）用碱性溶液处理表面，使表面对粘合剂
SDY2105动态应变仪_使用说明书
SDY2105型超动态应变仪目录一、概述二、使用说明三、技术指标四、注意事项五、故障及解决方案六、仪器附件1一、概述SDY2105型超动态应变仪是一种具有自动平衡功能的动态电阻应变仪，主要用于实验应力分析及动力强度研究中，对结构及材料的任意变形进行动态应变测量。
通道数量可以2、4、6、8自由组合。
体积小重量轻，便于携带和搬运。
采用直流供桥，电桥采用六线制，有长导线补偿功能。
仪器频带宽、校准方便，配接不同类型的应变片及应变式传感器，可以实现应力、拉压力、速度、加速度、位移、扭矩等多种物理量的测量。
SDY2105型动态应变仪具有如下特点：1、可以2、4、6、8通道组合，体积小。
2、桥路自动平衡，平衡时间约2秒，平衡范围大于±5000με3、采用拨盘开关校准，准确方便。
4、供桥电压采用六线制，自动修正长导线测量时引入的误差。
5、频带宽：频响范围DC-300kHz（+，－3dB）。
6、测量精度高，噪声低，稳定性好，抗干扰能力强。
7、器件集成度高，性能稳定可靠。
二、使用说明1、测试方框图SDY2105型超动态应变放大器可以配接各种类型的应变片及应变式传感器。
其典型测试方框图如图1所示：232、 面板说明通道前面板 通道后面板3、 操作前准备① 仪器通电之前，先将桥盒接成全桥，把桥盒的航空插头插入通道的航空插座内，旋紧。
② 使用220V 50Hz 市电供电，电源线一端插入仪器电源插座，另一端接入市电，然后将电源后面板的电源开关置“开”位4 反馈+2 激励-3 信号+5 反馈-6 信号-7 屏蔽线1 激励+置，电源即接通。
这时将要使用的通道电源置于“开”（向上扳），随即该通道的前面板的工作指示灯亮了，进入工作状态。
③各通道的电源开关为省电而设置，把不使用的通道的电源开关置于“关”的位置，再把桥盒的输入插头拔掉，这样该通道的±12V电源和桥压都被关掉了。
4、操作说明（1）电源部分①电源前面板设有3½位液晶显示数字面板表，供仪器各通道调零指示和校准值指示之用，下设两个开关，左边为通道选择开关，可选择测量1—10个通道中任一通道的零点或校准应变值。
DH3815静态应变仪使用说明
DH3815静态电阻应变仪使用说明Ｖ１.00编写：复核:审核:第一章概述1.1DH38１５设备的技术特点DH3８15N静态应变测试系统是全智能化的巡回数据采集系统；通过计算机完成自动平衡、采样控制、自动修正、数据存贮、数据处理和分析, 生成和打印试验报告。
ＤH3815Ｎ通过UＳB接口与计算机通迅，即插即用,方便可靠;所有数据采集模块由电源/控制器统一供电。
每个测点连续采样，速率可达2Hz（即0.5秒内完成所有测点的采集、传送、存贮和显示),可进行准静态测试,有效捕捉缓慢变化信号的变化趋势，并且易于现场操作。
◆ 特点ﻫ１、系统中,独立化模块设计,每个数据采集模块可测量16个通道，每个系统可控制16个模块(256个通道),每台计算机可控制16个系统（每台计算机最多可控制４096个通道）。
2、多系统控制，每个系统统一供电。
可多系统并行工作（如图1),也可单系统独立工作(如图2)。
所有ＲＳ48５通讯距离最远可达10０m。
３、采用进口高性能光隔离低接触电势固态继电器，通过特殊的电路设计,消除了开关切换时，接触电势的变化对测量结果的影响。
因此，我公司生产的静态应变测量系统的所有指标均包含了切换开关的影响。
４、先进的隔离技术和合理的接地，使系统具有极强的抗干扰能力，适用于各种工程现场的检测。
５、数据采集箱通过USB和笔记本计算机通讯，实现了便携式测量系统，更加适用于工程现场。
6、系统可以在０.5秒内完成所有通道(最多４096通道）数据的采集、传送、存贮和显示,进行静态测试。
也可以在所有通道(最多4０96通道）同时工作时，每通道以2Ｈz的采样速率连续采样（同步存贮和显示），进行准静态测试，有效捕捉缓慢变化信号的变化趋势。
７、中文视窗9５／98／NＴ/2０0０/ＸP操作系统下采用C++编制的采样控制和分析软件，具有极强的实时性以及良好的可移植性、可扩充性和可升级性。
8、通用、可靠的通讯方式，使系统实现了边采样、边传送、边存硬盘、边显示，利用计算机海量的存储硬盘，长时间实时、无间断记录所有通道信号。
电阻应变仪
仪器四 电阻应变仪电阻应变仪是一种广泛用于测量应变的电子仪器。
它对由电阻应变片随所测物体的应变转换的电阻变化率进行测量，最后用应变的标度指示出来。
一般应变仪可按所能测应变的频率（即工作频率）分为：（１）静态电阻应变仪，用于测量静态应变；（２）静动态电阻应变仪，用于静态或频率在２００赫之内的单点动态应变测量，其基本是静态的，（３）动态电阻应变仪，用于测量５０００赫以下的动态应变；（４）超动态电阻应变仪，用于测量工作频率上限达几十千赫的动态应变，多用于爆炸、高速冲击等瞬态应变测量。
ＹＤ—１５动态电阻应变仪 （一）构造原理：应变仪利用贴在试件表面的电阻应变片，当试件受到外力变形时，使应变片长度相应地变化△L，应变片的电阻值变化△R，这种变化关系在一定范围内近似线性。
应变仪测出应变片电阻值的变化△R，标定出相应的应变ε。
上述机械量转换为电量的关系，称为电阻应变片的“应变效应”，用电阻应变片的“灵敏系数”Ｋ来表征。
εR Rll R R K Δ=ΔΔ=ＹＤ—１５动态电阻应变仪采用载波单桥工作原理。
其方框图如图一所示图一 YD—15动态电阻应变仪工作原理其低阻输出，输出电流，配用光线示波器；高阻输出，输出电压，配用磁带机、电压表、记录仪等。
（１）电桥：根据动态应变测量特点采用载波单电桥。
其按１２０Ω设计，图一中画的为半桥测量，其中Ｒ1为测量片，Ｒ2为补偿片。
在电桥盒内有两个１２０Ω的精密无感线绕电阻，作为半桥测量时的内半桥，全桥测量时则将这两电阻断开。
电桥的电源对角线，电振荡器供给稳定的１０千赫载波电桥电压，为非对称联接，而电桥的测量对角线则对称联接，以减少外界的干扰。
在无信号时，用电阻和电容预调平衡装置将电桥预调平衡，测量对角线无电压输出。
当试件受力而变形时，由“应变效应”而引起作为桥臂电阻的电阻应变片阻值变化△R/R，破坏了电桥的平衡，测量对角线出现电压△U。
取Ｒ1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4＝Ｒ，应变时，应变片有增量△Ｒ，如图二所示，△U为１、３间的开路电压ΔΔΔΔΔ′=+++−+⋅=++−U U R R R R R U R R R U R R R R U()()14123222图二∴′=+⋅ΔΔΔU RR R U42当ＲH＞＞Ｒ等（桥路等效电阻）时ΔΔΔΔU U RR R U=′=+⋅42R H当电阻应变片为压缩时，ΔΔΔURR RU =−⋅42（２）放大器：由于测量应变片的电阻变化△R/R非常小，电桥的输出电压△U也很小，需用高放大倍数的放大器将此极为微小的信号加以放大。
电阻应变仪
地球物理实验
９.工作频率范围：０—１５００ＨＺ １０.电桥电源：１０ＫＣ，标称电压３Ｖ １１.电阻平衡范围：不小于±０.６Ω（指１２０Ω应变片） １２.电容平衡范围：不小于±２０００Ｐｆ（包括桥盒内１０００Pｆ） １３.衰减误差１，３，１０，３０，１００五档，误差≤±２％ １４.稳定性，预热１小时后，零点漂移≤±５με／２小时
ＹＤ—１５动态电阻应变仪
（一）构造原理：
应变仪利用贴在试件表面的电阻应变片，当试件受到外力变形时，使应变片长度相应 地变化△L，应变片的电阻值变化△R，这种变化关系在一定范围内近似线性。应变仪测出 应变片电阻值的变化△R，标定出相应的应变ε。上述机械量转换为电量的关系，称为电阻 应变片的“应变效应”，用电阻应变片的“灵敏系数”Ｋ来表征。
ΔR ΔR
K
=
R Δl
=
R ε
l
ＹＤ—１５动态电阻应变仪采用载波单桥工作原理。其方框图如图一所示
R1
电
R2
桥
震荡器
相敏 检波器
滤波器
数字 电压表
磁带机
放大器
24V
稳压电源
相敏 检波器
滤波器
示波器
图一 YD—15动态电阻应变仪工作原理
91
地球物理实验
其低阻输出，输出电流，配用光线示波器；高阻输出，输出电压，配用磁带机、电压 表、记录仪等。 （１）电桥：根据动态应变测量特点采用载波单电桥。其按１２０Ω设计，图一中画的为 半桥测量，其中Ｒ1为测量片，Ｒ2为补偿片。在电桥盒内有两个１２０Ω的精密无感线绕 电阻，作为半桥测量时的内半桥，全桥测量时则将这两电阻断开。电桥的电源对角线，电 振荡器供给稳定的１０千赫载波电桥电压，为非对称联接，而电桥的测量对角线则对称联 接，以减少外界的干扰。在无信号时，用电阻和电容预调平衡装置将电桥预调平衡，测量 对角线无电压输出。当试件受力而变形时，由“应变效应”而引起作为桥臂电阻的电阻应 变片阻值变化△R/R，破坏了电桥的平衡，测量对角线出现电压△U。
电阻应变计的选择原则
电阻应变计的选择原则电阻应变计是一种基本的应变测量器，常用于评估材料的应力应变特性以及实验室和工业应用中的测试。
在选择电阻应变计时，需要考虑多个因素。
本文将介绍电阻应变计的选择原则，从而帮助读者选择适合其应用的电阻应变计。
1. 测量条件在选择电阻应变计时，首先需要考虑测量条件，如工作温度、压力范围、材料类型和应变范围等。
电阻应变计的工作温度和压力范围通常由制造商指定。
根据测量条件选择电阻应变计，确保电阻应变计可在测量条件下正常工作。
2. 灵敏度电阻应变计的灵敏度是指单位应变产生的电阻率变化，通常用符号K表示（K 是应变敏感系数）。
灵敏度越高，说明电阻应变计在相同的应变值下能够产生更大的电阻值变化，因此可以提高测量精度。
但是，高灵敏度的电阻应变计在使用中对温度和噪声更为敏感，并且价格较高。
3. 应变测量范围电阻应变计的应变测量范围必须与用户的应用相匹配。
如果选择的电阻应变计不能覆盖所需的应变范围，测量结果将不准确。
因此，在选择电阻应变计时，需要确定所需的应变范围，并选择一个能覆盖这个范围的模型。
4. 尺寸和类型选择电阻应变计时也需要考虑尺寸和类型。
电阻应变计的尺寸必须适合被测试的材料的大小。
电阻应变计的类型与应用有关。
例如，电阻应变计可分为线粘性式和负载式。
线粘性式电阻应变计适合用于应变率快的测试。
而负载式电阻应变计适合低速捷径测试。
5. 电路和电缆电阻应变计的测量电路和电缆是在选择电阻应变计时需要考虑的其他因素。
测量电路必须适用于所使用的电阻应变计的类型和灵敏度。
电缆的长度和类型对电阻应变计结果的精度和稳定性有影响。
因此，选择合适的电路和电缆也很重要。
6. 总结选择正确的电阻应变计可以提高应变测量的精度和可靠性。
在选择电阻应变计时，要考虑多个因素，如工作条件、灵敏度、应变测量范围、尺寸和类型以及电路和电缆等。
了解这些因素并选择适当的电阻应变计将有助于提高实验或应用中的测量精度和效率。
仪器说明-应变测试仪-DH3818使用说明
4、数据采集箱的使用方法：
4.1 数据采集箱的面板功能: （面板图如图2）
A.通道号显示数码管。
B. 应变量及设置修正系数的显示数码管。
C. 手动控制指示。
D. 自动控制指示。
E. 应变量指示，当此灯亮表示B显示的是A所指示的通道号对应的应变量。
ε=(1+2 εi(8)
式中：εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值Rl为单根长导线的阻值
4.2.1.3应变计阻值的修正：
a.全桥和半桥状态：桥路为卧式桥，测量结果和等臂桥相同；
b.1/4桥（公用补偿片）状态:桥路为立式桥，则：
(9)
式中：εi为测量应变量ε为实际应变量
R为应变计的阻值
应该说明，只有当R与120Ω相差较大时，才需修正,如当R=130Ω时,引起的误差为0.16%.
图3 与热电偶的连接
4.2.4电压信号的输入：接线图如图4（注1/4桥和1/2桥短接片需断开），参数设置时，桥路方式为方式一，导线电阻为0，灵敏度系数为2，桥臂电阻为120Ω，在参数设置的测点特性状态，将测点展开，将单位设置为mV，修正值0.01,则采样后,直接显示输入电压值（最大测量值为±20mV）。
1、概述1
2、技术指标1
3、工作原理1
4、数据采集箱的使用方法3
5、仪器维护及故障排除15
6、配套及随机文件15
DH3818静态应变测试系统由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。可自动、准确、可靠、快速测量大型结构、模型及材料应力试验中多点的静态应变应力值。广泛应用于机械制造、土木工程、桥梁建设、航空航天、国防工业、交通运输等领域。若配接适当的应变式传感器, 也可对多点静态的力、压力、扭矩、位移、温度等物理量进行测量。
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一、概述
5、仪表的率定
1、概 念： 为了确定仪表的精度或换算关系，定出其误差，需将 仪表示值和标准量进行比较，称为仪表的率定（也称 标定）。 2、率定设备： 用来率定仪表的标准量是经国家计量机构确认、 具有一定精度等级的专用率定设备产生的。率定设备 的精度等级应比被率定的仪器高。 当没有专用率定设 备时，也可用和被率定仪器具有同级精度的“标准” 仪器比较进行率定；还可以用标准试件：⑪、量测方法，⑫、量测工具，⑬、量测误差分析 三部分。 各专业领域都有自己的量测内容和相应的量测方法和量测工具。
一、概述
•工程结构专业的主要量测内容：
有外部条件（主要是外荷载和支座反力等）、结构变形 （位移、应变、曲率等）、裂缝、内力（应力）及自振 频率、振型、阻尼等动力特性。
满量程输出随温度的变化率。
一、概述
4、量测仪表的选用
选用量测仪表时应考虑下列要求： ⑪、符合量测所需的量程及精度要求。
一般应使最大被测值在仪表量程的2/3附近；
为保证量测精度，应使仪表的最小刻度值≯5%的最大被测值。 ⑫、动力试验用量测仪表，其线性范围、频响特性和相移特性等都应 满足试验要求。 ⑬、安装在试验结构上的仪表，要求自重轻、体积小，不影响结构的 工作。 夹具设计、安装要合理。 ⑭、同一试验中选用的仪表种类应尽可能少，以便统一数据的精度。 ⑮、选用仪表时应考虑试验的环境条件，切忌盲目选用高精度、高灵 敏度仪表。 各类仪表各有优缺点,选用仪表时应首先满足试验的主要要求.
⑤、精确度：仪器指示值与被测值的符合程度(也称精度),常
以最大量程时的相对误差表示。如精度为0.2级的仪表,其 测定值的误差不超过最大量程的±0.2%。
一、概述
⑥、滞 后：同一输入量正反两个行程输出值间的偏差。
常以全量程中的最大滞后值与满量程输出值之比表示。
正行程：输入量从起始量增至最大量程的测量过程。 反行程：输入量从最大量程减至起始量的测量过程。 对动力试验用量测仪表，其性能指标还有： ⑦ 、线性范围：保持仪器的输入量和输出量为线性关系 时，输入量的允许变化范围。 ⑧ 、频响特性：仪器在不同频率下灵敏度的变化特性。 常以频响特性曲线表示。
放大部分的作用：将感受部分传来的被测量通过各种方 式进行放大。
显示记录部分的作用：将放大部分传来的量测结果通过 指针或电子数码管、屏幕等进行显示或通过记录设备 将试验数据或曲线记录下来。
一、概述
2、量测仪表的基本量测方法
结构试验用量测仪表一般采用两种量测方法：
偏位测定法----根据量测仪表放大部分产生的偏转或位移 定出欲测定的物理量。 零位测定法----用已知的标准量去抵消未知物理量对仪表 产生的偏转，使被测量和标准量对仪器指示装置的效应 经常保持相等，指示装置指零时的标准量既为被测物 理量。 一般零位测定法比偏位测定法更精确(尤其是电子仪器)。
• 工程结构专业的主要量测工具：
量测工具从逐个读数、手工记录的简单仪表到利用计算机自 动采集、处理数据的复杂量测系统，种类繁多，原理不一。 试验人员除应理解被测参数的性质和要求外，还应了解 量测仪表的原理、功能和技术指标。
一、概述
1、量测仪表的基本组成：
各种量测仪表其内部结构、量测原理、量测精度等有很
一、概述
⑨ 、相移特性：振动参量经传感器转换成电信号或经放 大、记录后在时间上产生的延迟。 由传感器、放大器、记录仪器组成的整套量测系 统，应注意它们之间的阻抗匹配及频率范围的配合等。 ⑩ 、零 位 温 漂：指当仪表的工作环境温度不为20℃ 时，
零位输出随温度的变化率。
满量程热漂移：指当仪表的工作环境温度不为20℃，
读数1：12.51mm
读数2：11.06mm 返回
一、概述
3、量测仪表的主要性能指标
①、量 程：仪表最大输入量与最小输入量之间的范围。 ②、刻度值：指示装置的最小刻度代表的被测量的数值。 ③、分辨率：使仪器输出量产生能观察出变化的最小被测量。 ④、灵敏度：单位输入量引起的仪表输出值的变化。不同的
仪表,灵敏度的单位各不相同（如百分表的灵敏度为： mm/mm) 。
大的差别，但都必须具备三个基本组成部分： 感受部分 放大部分 显示记录部分
机械式量测仪表：一般三部分在同一仪表内（如百分表）；
电测仪表：三部分往往是三个分开的仪器（传感器、放大器、 记录仪或显示器）
一、概述
量测仪表各部分的作用：
感受部分的作用：直接与被测对象联系，感受被测参数 的变化并将此变化传给放大部分；
一、概述
3、率定的重要性：
仪器的率定十分重要。所有新出厂的仪器都要经 过率定；正在使用的仪器必须定期进行率定；除定期 率定外，在重要的试验开始前，最好对仪表进行一次 率定。 未经率定的仪器所量测的数据不具有合法性！！
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第四章 作业（1）
1、量测技术包括哪三部分？ 2、工程结构试验的主要量测内容有哪些？ 3、量测仪表由哪三部分组成？各部分的作用是什么？ 4、量测仪表的主要性能指标有哪些？ 5、量测仪表的选用原则是什么？ 6、什么是仪表的率定？
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钢尺1 测量长度应×0.99
钢尺2 测量长度应×1.01
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机械式百分表
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量测系统
应变（应力）量测系统
电阻应变片
静态电阻 应变仪
试件
返回
机械式百分表
返回
位移传感器
拉压力传感器
倾角传感器
返回
各种放大器
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位移计（百分表）——偏位测量
机械式百分表 偏位读数
位移计（百分表）——偏位测量
第四章 量测仪器与数据采集系统
一、概述 ( 作业1) 二、应力（应变）量测 （电阻应变片的使用） ( 作业2) 三、位移量测（及其它变形量测） 四、力的量测 (作业3) 五、裂缝量测 六、温度量测 七、振动参数的量测 八、数据系统简介
一、概述
• 结构试验的目的：一是要得到对结构性能的宏观印象，
更主要是取得确定结构性能的定量数据。只有可靠的数据 才能作为判定结构性能或建立计算理论的的依据。 • 精确可靠数据的取得依赖于量测。量测是人类对客观事物取 得数量概念的认识过程，是判断事物质量指标的的重要手段。 各个领域科学技术的发展是与量测技术的不断完善提高 分不开的。