电阻应变
电阻应变片的主要技术指标
电阻应变片的主要技术指标
电阻应变片是一种常用的传感器材料，被广泛应用于各种测量和控制领域。
其主要技术指标如下：
1. 灵敏度：电阻应变片的灵敏度指其输出信号与应变值之间的比例关系，通常用每单位应变值引起的电阻变化来衡量。
灵敏度越高，表示应变片对应变的响应能力越强。
2. 线性度：线性度是指应变片输出信号与应变值之间的直线关系程度。
线性度越高，表示应变片输出的信号与应变值之间的误差越小。
3. 稳定性：稳定性是指应变片在长期使用过程中，输出信号的稳定性。
稳定性越好，表示应变片在使用过程中对环境和工作条件的变化具有更好的适应性。
4. 温度特性：温度特性是指应变片在不同温度下输出信号的变化。
良好的温度特性能够保证应变片在不同环境温度下具有稳定的性能表现。
5. 抗干扰能力：电阻应变片的抗干扰能力指其对外界干扰信号的响应能力。
良好的抗干扰能力能够有效地减少外界噪声和干扰对应变片的影响。
6. 响应时间：响应时间是指应变片产生响应的时间。
较短的响应时间能够使应变片更准确地响应变化，提高其应用的实时性。
以上是电阻应变片的主要技术指标，不同的应用场景需要对应的技术指标进行选择和优化。
电阻应变测量原理及方法
电阻应变测量原理及方法一、引言二、原理电阻应变测量的基本原理是通过电阻的电阻值随应变变化的特性来测量物体的应变。
当物体受到应变作用时，其几何尺寸发生变化，从而导致电阻值发生变化。
电阻应变测量利用电阻的电阻-温度特性来实现对应变的测量。
具体原理如下：1.电阻温度特性电阻的电阻值与温度呈线性关系，即随温度的升高，电阻值增大；随温度的降低，电阻值减小。
这是因为当温度升高时，导体的电阻率会随之增加，从而导致电阻值的增加。
2.应变-温度关系物体的应变与其温度变化是呈线性关系的，即随应变的增大，温度也相应增大，反之亦然。
这是因为物体在受到应变作用后，其内部会产生应变能，从而导致温度的升高。
基于以上两个关系，可以得出如下结论：当物体受到应变作用时，其温度变化会引起电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以估算物体受到的应变。
三、方法1.谐振法谐振法是一种常用的电阻应变测量方法，它基于电阻的电阻值与温度的线性关系。
具体步骤如下：（1）将测量物体固定在一个适当的位置上，使其受到应变作用。
（2）在物体上安装一个电阻应变片，电阻应变片的电阻值随着物体受到应变作用发生变化。
（3）将电阻应变片连接到一个恒频振荡器上，使其获得一个特定频率的激励信号。
（4）通过调节激励信号的频率，使得振荡器与电阻应变片共振。
（5）测量电阻应变片上的共振频率，并根据电阻的温度特性，计算出物体受到的应变。
2.电桥法电桥法是另一种常用的电阻应变测量方法，它基于电阻应变片的电阻值与温度的线性关系。
具体步骤如下：（1）将测量物体固定在一个适当的位置上，使其受到应变作用。
（2）在物体上安装一个电阻应变片，电阻应变片的电阻值随着物体受到应变作用发生变化。
（3）将电阻应变片与一个标准电阻相连接，组成一个电桥电路。
（4）通过调节电桥电路中的电阻，使电桥达到平衡状态。
（5）测量电桥电路中电阻值的变化，并根据电阻的温度特性，计算出物体受到的应变。
3.数字化方法随着科技的进步，电阻应变测量逐渐向数字化和自动化方向发展。
电阻应变的应用实验原理
电阻应变的应用实验原理一、引言电阻应变是一种常见的测量应变和力量的方法。
通过将电阻放置在受力物体上，当物体受到应变时，电阻的电阻值也会相应改变。
这种电阻值的变化可以通过连接电桥电路进行测量和检测。
本文将介绍电阻应变的应用实验原理，包括电桥电路的工作原理、电阻应变计的构成及其工作原理等。
二、电桥电路的工作原理电桥电路是一种常用于测量电阻值的电路。
它由四个电阻组成，其中包括一个未知电阻、两个已知电阻和一个可变的电阻。
当电桥电路达到平衡状态时，表示未知电阻与已知电阻的比值已经确定。
电桥电路的平衡条件可以用下述公式表示：R1 / R2 = R3 / R4其中，R1、R2分别为已知电阻，R3为可变电阻，R4为未知电阻。
通过调节可变电阻R3的大小，可以使电桥电路达到平衡状态。
三、电阻应变计的构成电阻应变计是一种常见的用于测量应变和力量的传感器。
它由一个弹性变形体和一条细长的导线组成。
当受到外力作用时，弹性变形体会发生形变，导致导线的长度发生变化。
这种长度变化将引起导线电阻的改变，进而通过电桥电路反映出来。
四、电阻应变计的工作原理电阻应变计的工作原理基于导线电阻和长度之间的线性关系。
根据导线长度的变化与电阻值之间的关系，可以得到以下公式：ΔR / R = α * ΔL / L其中，ΔR为电阻变化量，R为起始电阻值，α为电阻温度系数，ΔL为导线长度的变化量，L为起始导线长度。
基于以上原理，可以通过测量电阻应变计的电阻变化量，来间接测量外力的大小。
五、电阻应变的应用实验1.实验目标：通过测量电阻应变计的电阻变化量，间接测量外力的大小。
2.实验器材：电阻应变计、电桥电路、信号调理器、电源等。
3.实验步骤：–使用螺丝固定电阻应变计在被测物体上。
–连接电桥电路和信号调理器，将电阻应变计与电桥电路相连接。
–调节电桥电路使其达到平衡状态，记录下平衡状态时电阻值的变化量。
–根据平衡状态时电阻值的变化量，计算出外力的大小。
4.实验结果：根据测量数据，可以得到外力的大小。
电阻应变测量原理
电阻应变测量原理
电阻应变测量原理是通过利用电阻在载荷作用下产生的变化来测量物体的应变。
其原理基于电阻材料在受到应力引起形变后，电阻值会发生相应的变化。
具体而言，电阻应变测量原理可以分为配电式和全桥式测量两种。
配电式电阻应变测量原理基于电阻应变材料的电阻值与其长度成正比的关系。
当应变材料受到外力作用而产生应变时，其长度会发生变化。
由于电阻材料的电阻与其长度成正比，因此材料的电阻值也会发生改变。
通过测量电阻的变化，就可以推断出物体所受到的应变。
全桥式电阻应变测量原理则是通过构建一个电桥电路来测量电阻的变化。
这类电桥电路通常由四个电阻构成，其中一个电阻是电阻应变材料。
当应变材料受到外力作用产生应变时，其电阻值发生变化，破坏了电桥平衡条件。
通过调节其他电阻的阻值，使得电桥重新平衡，通过测量调节电阻的变化，就能得到物体所受到的应变。
总的来说，电阻应变测量原理是利用电阻材料在受到应力引起形变后，其电阻值会发生变化的特性来测量物体的应变。
无论是配电式还是全桥式，都是基于电阻的变化来推断出物体所受到的应变。
电阻应变测量原理及方法
电阻应变测量原理及方法目录电阻应变测量原理及方法 (4)1. 概述 (4)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类62.1电阻应变片的工作原理 (6)2.2电阻应变片的构造 (8)2.3电阻应变片的分类 (10)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (15)3.1电阻应变片的工作特性 (15)3.2电阻应变片工作特性的标定 (23)4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (29)4.1电阻应变片的选择 (29)4.2电阻应变片的安装 (31)4.3电阻应变片的防护 (34)5. 电阻应变片的测量电路 (34)5.1直流电桥 (35)5.2电桥的平衡 (40)5.3测量电桥的基本特性 (42)5.4测量电桥的连接与测量灵敏度.. 436. 电阻应变仪 (53)6.1静态电阻应变仪 (54)6.2测量通道的切换 (57)6.3公共补偿接线方法 (61)7. 应变-应力换算关系 (63)7.1单向应力状态 (64)7.2已知主应力方向的二向应力状态 (64)7.3未知主应力方向的二向应力状态 (65)8. 测量电桥的应用 (67)8.1拉压应变的测定 (68)8.2弯曲应变的测定 (72)8.3弯曲切应力的测定 (74)8.4扭转切应力的测定 (76)8.5内力分量的测定 (77)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。
电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），图1 用电阻应变片测量应变的过程随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。
电阻的应变效应
电阻的应变效应电阻的应变效应是指当电阻材料受到外力作用时，其电阻值会发生变化的现象。
这个现象非常重要，因为它被广泛应用于传感器、测试仪器和控制系统等领域，能够帮助我们测量物体的力、压力、重量、温度等参数。
本文将介绍电阻的应变效应的原理、应用和相关的实验方法。
一、电阻的应变效应原理电阻的应变效应实际上是一种热效应。
当外力作用于电阻材料时，它会发生形变，这会导致材料内部的电子结构发生变化，电子的平均自由程会减小，电子与原子的碰撞频率增加，从而产生更多的热能。
这些热能会导致电阻材料的温度升高，使其电阻值发生变化。
具体来说，电阻的应变效应可以分为两种类型：正应变效应和负应变效应。
正应变效应是指当外力作用于电阻材料时，电阻值会随之增加，这种效应常见于金属材料。
负应变效应是指当外力作用于电阻材料时，电阻值会随之减小，这种效应常见于半导体材料。
电阻的应变效应广泛应用于测量和控制系统中。
例如，压力传感器就是利用电阻的应变效应来测量物体的压力的。
它通常由一个电阻片和一个金属弹性膜组成。
当物体施加压力时，金属弹性膜产生形变，导致电阻片的电阻值发生变化，从而测量出物体的压力。
除了压力传感器，电阻的应变效应还被广泛用于温度传感器、重量传感器和应变测量仪器等领域。
例如，温度传感器通常由一个电阻丝和一个热敏元件组成。
当温度发生变化时，电阻丝的电阻值会发生变化，从而测量出物体的温度。
三、电阻的应变效应实验要测量电阻的应变效应，我们可以进行以下实验。
首先，将一个电阻片固定在一个弹性杆上，并将弹性杆悬挂在两个支点上。
然后，在电阻片上施加一个垂直于电阻片平面的力，使其发生形变。
此时，电阻片的电阻值会发生变化。
我们可以使用万用表来测量电阻值的变化，从而计算出电阻的应变系数。
在实验中，我们需要注意以下几点。
首先，要保证外力的大小和方向与电阻片的形变方向相同。
其次，要使用高精度的万用表来测量电阻值的变化。
最后，要进行多次实验，取平均值，以提高实验结果的精确度。
电阻应变计(应变片)原理
几何尺寸发生变化所引起的。在常温下，许多金属材料在一定的应变范围内，电阻丝的相对
电阻变化与丝的轴向长度的相对变化成正比。即：
dR R
=
Ksε
（2-5）
其中：
Ks
=
1 ε
dρ ρ
+
(1 +
2μ )
（2-6）
5
式中，Ks为单根金属丝的灵敏系数。表示金属丝的电阻变化率与它的轴向应变成线性关 系。根据这一规律，采用能够较好地在变形过程中产生电阻变化的材料，制造将应变信号转 换为电信号的电阻应变计。
铜线，再将铜导线相间地切割开来而成（见图 2-4）。
1. 丝绕式应变计
丝绕式应变计的疲劳寿命和应变极限较高，可作为动态测试用传感器的应变转换元件。
丝绕式应变计多用纸基底和纸盖层，其造价低，容易安装。但由于这种应变计敏感栅的横向
部分是圆弧形，其横向效应较大，测量精度较差，而且其端部圆弧部分制造困难，形状不易
引线应具有低和稳定的电阻率以及小的电阻温度系数。常温应变计的引线材料多用紫 铜，为了便于焊接，可在紫铜引线的表面镀锡。中温应变计、高温应变计的引线可以在紫铜 引线的表面镀银、镀镍、镀不锈钢，或者采用银、镍铬（或改良型）、镍、铁铬铝、铂或铂 钨等。高疲劳寿命的应变计可采用铍青铜作引线。
四、盖层 电阻应变计的盖层是用来保护敏感栅使其避免受到机械损伤或防止高温下氧化。常用的 是以制作基底的胶膜或浸含有机胶液（例如环氧树脂、酚醛树脂等）的玻璃纤维布作为盖层， 也可以在敏感栅上涂敷制片时所用粘结剂作为保护层。盖层的材料包括纸、胶膜及玻璃纤维 布等。
0.32 0.68电阻温来自系 数(10-6/ºC)+20
300
110~130
1电阻应变效应
溅射薄膜应变片：通过溅射技术在基底上形成一层金属薄膜，具有较好的耐久性和高温性能。
厚膜应变片：采用丝网印刷技术在陶瓷基底上印刷一层金属浆料，具有较低的成本和较好的重复性。
电阻应变片的工作原理
应变片的构造
敏感栅：电阻材料制成的敏感元件，用于感受应变
基底：将敏感栅粘贴在基底上，起到固定和传递应变的作用
误差影响：测量精度下降
应变片的漂移问题
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适用范围有限：电阻应变效应主要适用于金属材料，对于非金属材料和复合材料的测量效果不佳。
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应变片的漂移问题：由于温度、湿度等环境因素的影响，应变片在使用过程中会发生漂移现象，导致测量结果不准确。
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对被测物体表面处理要求高：为了获得准确的测量结果，被测物体表面需要经过特殊处理，如涂层、打孔等，增加了测量的复杂性和成本。
基底和胶粘剂的限制：应变片基底和胶粘剂的限制可能导致测量范围和灵敏度的限制。
其他局限性及解决方法
温度稳定性差：需要采取温度补偿措施
灵敏度较低：需要提高应变片的灵敏度
长期稳定性差：需要定期校准和更换
易受电磁干扰：需要采取电磁屏蔽措施
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电阻应变片在振动和冲击测量中的应用广泛，可用于各种工程结构的健康监测、振动控制和冲击测试等领域。
在温度测量中的应用
电阻应变片能够感应温度变化引起的应变，从而测量温度
通过测量电阻值的变化，可以推算出温度的变化
电阻应变片具有灵敏度高、响应速度快等优点
在工业生产和科学实验中，电阻应变片广泛应用于温度测量和控制系统
电阻应变效应的应用
在力学量测量中的应用
电阻应变片用于测量应变
测量结构物的应变分布
电阻应变原理
电阻应变原理
电阻应变原理是指当物体受到外力作用时，其内部产生的电阻值会发生变化。
这种变化是由于物体的几何形状或材料特性发生了变化，从而导致电阻值的变化。
根据欧姆定律，电阻值的变化会引起电流和电压的变化，进而可以通过电流和电压的变化来测量物体所受外力的大小。
在应变测量中，常用的电阻应变计被广泛应用。
电阻应变计是一种传感器，通过其内部的金属导线或应变电极来测量物体的应变情况。
当物体受到外力作用，导致形变时，电阻应变计内部的导线或应变电极也会发生形变，从而导致电阻值的变化。
利用检测电阻值的变化，我们可以计算出物体所受外力的大小。
电阻应变原理的应用非常广泛。
在工程领域中，电阻应变原理可以用于构建传感器，用于测量机械结构的变形或变形应力。
通过对电阻应变计进行合理布置，我们可以监测桥梁、建筑物等结构的应变情况，从而判断它们是否存在变形或破坏的风险。
此外，电阻应变原理还可以应用于汽车工业、航空航天领域，用于测量机械零部件的应变情况，确保其工作正常。
总之，电阻应变原理利用电阻值的变化来测量物体所受外力的大小。
通过将电阻应变计与所要测量的物体相连接，我们可以实时监测物体的应变情况，从而判断其结构的安全性和稳定性。
这一原理在工程和科学研究中具有重要的意义和应用价值。
电阻应变片的工作原理
电阻应变片的工作原理
电阻应变片是一种根据受力大小变化而改变电阻值的传感器。
其工作原理基于材料在受力作用下发生形变，从而改变电阻的特性。
电阻应变片通常由导电材料制成，例如金属或半导体材料。
当应变片受到外力作用时，其形状会发生微小变化。
这种微小的形变会导致材料内部电阻的变化。
电阻应变片的形式有很多种类，常用的有网格状和贝壳形状。
网格状应变片由导电材料的细导线构成，当外力作用在应变片上时，导线的长度和宽度会产生微小的变化，从而改变整个网格的电阻值。
贝壳形状的应变片则是将导线折叠成螺旋状，当外力作用在应变片上时，导线的弯曲程度会发生变化，进而改变整个应变片的电阻。
在应用过程中，电阻应变片通常与电桥电路结合使用。
电桥电路通过测量电阻的差异来反映应变片受力的大小。
当应变片受到力的作用时，电桥电路会检测到电阻的变化，并根据测量结果进行输出。
电阻应变片广泛应用于力学测量、压力传感、位移测量等领域。
它具有结构简单、体积小、灵敏度高的特点，可以精确地测量微小的应变和受力变化。
在工程领域中，电阻应变片被广泛应用于桥梁、飞机、汽车等结构的应力分析与监测。
电阻应变测量及方法
▪§ 2.1 概述 ▪§ 2.2 电阻应变计 ▪§ 2.3 应变片测量电路 ▪§ 2.4 直流式电阻应变仪 ▪§ 2.5 应变片在构件上的布置和组桥 ▪§ 2.6 静态应变测量
§ 2.1 概述
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。
(
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。
Kx
(R R)x
x
Ky
(R R)y
y
横向灵敏系数与轴向灵敏系数的比值称为横向效应系数H。
H Kx 100% Ky
四、电阻应变片工作特性的标定
（一）灵敏系数的标定
注意：
K= R R
（1）单向应力状态 ——故采用纯弯梁；
（2）应变片轴线应平行单向应力——注意贴片方向；
（3）标定材料为钢梁——标定梁泊松比为 。
标定思路：
（1）由三点挠度仪测 f
（纯弯曲上下表
面的轴向应变为：
hf
(a )2 f 2 hf
2
其中：f为由三点挠度仪上千分表测出的挠度值；
若电阻应变仪灵敏系数和读数应变分别为K0和 d表示，
则： R R K0d
得应变片的灵敏系数为：
K= R
R
K0d
第三讲 电阻应变计
m为材料常数 ν为泊松比。 为材料常数, 为泊松比。
∆R = [m (1 − 2ν ) + (1 + 2ν )]ε R
电阻丝灵敏系数 电阻丝灵敏系数
K s = m (1 − 2ν ) + (1 + 2ν )
∆R = K sε R
电阻应变片的灵敏系数是指安装在被测构件上 电阻应变片的灵敏系数是指安装在被测构件上 的电阻应变片， 的电阻应变片，在其轴向受到单向应力时引起 的电阻相对变化与由此单向应力引起的试件表 面轴向应变之比。 面轴向应变之比。
∆R = Kε R
注意：电阻丝的灵敏系数K 注意：电阻丝的灵敏系数 s和应变计的灵 灵敏系数 敏系数K有点差别 有点差别。 敏系数 有点差别。 因为应变计有横向效应 横向效应。 因为应变计有横向效应。 应变计的横向效应系数为横向 为横向灵敏系数 应变计的横向效应系数为横向灵敏系数 纵向灵敏系数的百分比 灵敏系数的百分比。 和纵向灵敏系数的百分比。 横向效应系数较小为好。 横向效应系数较小为好。 应变片测量的应变是应变片栅长长度 应变片测量的应变是应变片栅长长度 内的平均应变。 内的平均应变。
体积变化率
对此式微分得 对此式微分得
∆V V
体积变化率
∆V ( l + ∆l ) ⋅ ( A + ∆A) − lA = V lA
略去高阶微量得
∆ V A ∆ l + l∆ A = V lA ∆A ∆ V ∆l = − A V l
∆V ∆ l ∆A = + V l A
∆R ∆ ρ ∆l ∆ A = + − R l A ρ
2、电阻应变片横向效应系数是指 、 横向 灵敏 灵敏系数之比值，用 数表示。 系数与 纵向 灵敏系数之比值，百分 数表示。 3、电阻应变片的灵敏系数是指安装在被测 电阻应变片的灵敏系数是指安装在被测 构件上的电阻应变片，在其（ 构件上的电阻应变片，在其（ 轴向 ）受到单 向应力时引起的（ 向应力时引起的（ 电阻 ）相对变化与由此单 之比。 向应力引起的试件表面 轴向应变 ）之比。 （ 之比 4、圆轴受扭矩作用，用应变片测出的是（ 、圆轴受扭矩作用，用应变片测出的是（ C A.切应变； B.切应力； 切应变； 切应力； 切应变 切应力 C.线应变； D.扭矩 线应变； 线应变 扭矩 ）
电阻应变片的工作原理
电阻应变片的工作原理电阻应变片又被称为电阻应变器，是一种用于测量力、压力、重量和变形的传感器。
其工作原理基于电阻的变化与应变的关系。
当电阻应变片受到力或压力作用时，会发生应变，从而引起电阻发生变化。
电阻应变片通常由金属材料制成，如铜、铝或钢。
它的形状可以是条状、网格状或弯曲状，而其导电材料被布置在弹性载荷下。
当外力施加在电阻应变片上时，其材料会发生微小的变形。
这种变形会导致电阻应变片的尺寸和形态发生微小的改变。
电阻应变片上的金属导线通常布置成一个网格状结构，而导线的长度和宽度则会随着应变的发生而发生微小的变化。
这种变化会导致导线的电阻值发生变化。
当应变片受到压力或拉伸时，导线将变长或变短，从而引起电阻值的变化。
电阻应变片一般将其上的导线连接成一个电桥电路，以便测量电阻的变化。
电桥电路由四个电阻组成，其中一个为电阻应变片本身。
电桥电路的输出电压与电阻的变化成正比，通过测量输出电压，我们可以确定电阻的变化，并由此推导出受力的大小或变形的程度。
为了提高精度和灵敏度，可以采用半导体应变片。
半导体应变片通常由材料如硅或硒化硅制成，其电阻会随着应变的变化而发生明显的变化。
这种半导体材料通常被固定在机械构件上，并通过一些手段与被测对象连接。
变形时，半导体应变片中的电阻值将变化，电阻值的变化被测量，从而得知变形程度。
电阻应变片广泛应用于各种领域。
它可以用于测量机械设备的变形、物体的应变和重量等。
在工程领域，电阻应变片可用于测量结构的应变，以确定材料的力学性质和结构的安全性。
在工业控制领域，电阻应变片可用于测量压力、重量和形状等参数，以实现对生产过程的控制。
总之，电阻应变片的工作原理是基于电阻与应变的关系，当电阻应变片受到力或压力作用时，会发生应变，从而引起电阻发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定受力的大小或变形的程度，从而实现对力、压力、重量和变形的测量。
电阻应变、
电阻应变、电阻应变是指材料在受到外力作用下，产生的电阻值的变化。
在电子学和材料科学领域，电阻应变是一种常见的现象，被广泛应用于传感器、控制系统和其他电子设备中。
本文将从电阻应变的基本概念、原理、应用以及发展前景等方面进行介绍。
一、电阻应变的基本概念电阻应变是指材料在受到外力作用下，电阻值发生变化的现象。
当外力作用于电阻材料时，材料内部的晶格结构会发生变形，导致电子在材料中的流动受阻，从而使电阻值发生变化。
电阻应变的大小与外力的大小成正比，与材料的特性有关。
二、电阻应变的原理电阻应变的原理基于材料的电阻与电阻材料的几何尺寸和电导率有关。
当外力作用于电阻材料时，材料内部的晶格结构会发生变形，导致电阻材料的几何尺寸发生变化，从而影响电导率。
电导率的变化会导致电阻材料的电阻值发生变化。
三、电阻应变的应用1. 传感器应用：电阻应变传感器是一种将外力转化为电信号的装置。
通过测量电阻材料的电阻值变化，可以获取外力的大小，从而实现对物体的测量和检测。
2. 控制系统应用：电阻应变在自动控制系统中起着重要作用。
通过对电阻应变的测量和分析，可以实现对系统的控制和调节，提高系统的稳定性和精度。
3. 电子设备应用：电阻应变在电子设备中的应用非常广泛，如压力传感器、力传感器、温度传感器等。
这些传感器通过测量电阻材料的电阻值变化，实现对外界环境的感知和监测。
四、电阻应变的发展前景随着科学技术的不断进步，电阻应变技术也在不断发展。
目前，电阻应变技术已经被广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车工业、医疗设备等。
随着人们对传感器和控制系统需求的不断增加，电阻应变技术的应用前景非常广阔。
总结：电阻应变是一种材料在受到外力作用下，电阻值发生变化的现象。
它在传感器、控制系统和电子设备等领域有着广泛的应用。
电阻应变的原理基于电阻材料的几何尺寸和电导率的变化。
通过测量电阻材料的电阻值变化，可以实现对外力的测量和检测，实现对系统的控制和调节。
随着科学技术的发展，电阻应变技术的应用前景非常广阔。
电阻应变效应公式
电阻应变效应公式
电阻应变效应是指在材料受到力作用时，其电阻发生变化的现象。
这种现象可以被广泛应用于各种传感器中，例如应变传感器、压力传感器和加速度传感器等。
电阻应变效应的原理可以通过材料的导电性质来解释。
当一个材料受到应变时，其电阻会随之发生变化。
这种变化可以通过以下公式计算：ΔR/R = Kε，其中ΔR是电阻变化量，R是初始电阻值，K是材料的应变灵敏度，ε是应变量。
在应变传感器中，电阻应变效应被广泛应用于测量物体的应变量。
应变传感器通常由一个弹性材料和一个电阻栅组成。
当被测物体发生应变时，弹性材料也会发生应变，导致电阻栅的电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以计算出物体的应变量。
压力传感器也是利用电阻应变效应来测量物体压力的传感器。
压力传感器通常由一个弹性材料和一个电阻栅组成。
当物体受到压力时，弹性材料会发生应变，导致电阻栅的电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以计算出物体的压力值。
除了应变和压力传感器外，加速度传感器也是利用电阻应变效应来测量加速度的传感器。
加速度传感器通常由一个弹性材料和一个电阻栅组成。
当物体发生加速度时，弹性材料会发生应变，导致电阻栅的电阻值发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以计算出物体的加速度值。
电阻应变效应是一种广泛应用于各种传感器中的现象。
通过测量材料的电阻变化量，可以计算出物体的应变量、压力值和加速度值等。
电阻应变效应的应用给我们带来了很多便利，并且在工业、医疗和航空等领域有着广泛的应用前景。
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一、电阻应变片粘贴技术一、实验目的1.了解电阻应变片的结构、规格、用途等。
2.学会设计布片方案。
3.掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术。
二、实验设备及器材1.YD－88便携式超级应变仪。
2.QJ23型电桥。
3.试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等。
4.试件见图1-5。
三、实验原理应变片的构造很简单。
把一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线，就成了早期常用的丝绕式应变片。
应变片一般由敏感栅（即金属丝）、粘结剂、基底、引线及覆盖层五部分组成。
如将应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，而且，这电阻变化与构件应变有确定的线性关系。
应变片已有多种类型，若按敏感栅所用材料来分，有丝绕式应变片、箔式应变片和半导体应变片。
前两种的敏感栅是以金属丝或箔制成，可统称为金属式应变片，工作原理是基于金属丝的电阻应变效应；半导体应变片则是一类较新品种，具有一些独特的优点。
无论何类应变片，其构成不外基底、敏感栅和引线三大部分。
引线是从敏感栅到测量导线之间的过渡部分，用以将敏感栅接入测量电路。
基底用来保持敏感栅及其与引线接头部的几何形状，在应变片安装以后，由它将构件变形传递给敏感栅，并在金属构件与敏感栅之间起绝缘作用。
目前常见的电阻片有以下几种：（1）丝绕式用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片（见图1-1和图1-2a），目前广泛使用的有半圆弯头平绕式，这种电阻片多用纸底和纸盖，价格低廉，适于实验室广泛使用，缺点是精度较差，横肉向效应系数较大。
（2）短接式这种电阻片的制作比较容易，在一排拉直的电阻丝之间，在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路，这种电阻片有用纸底的，也有用胶底的（见图1-2b）。
短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证，而且横向效应系数近于零。
图1-2（3）箔式电阻片它是在合金箔（康铜箔或镍铬箔）的一面涂胶形成胶底，然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的(见图1-2c)，所以几何形状和尺寸非常精密，而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面，所以粘贴牢固，丝的散热性能好，横向效应系数也较低，和丝绕式应变片相比，箔式片有下列优点：a.随着光刻技术的发展，箔式片能保证尺寸准确、线条均匀，故灵敏系数分散性小。
尤其突出的是能制成栅长很小（如0.2mm）或敏感栅图案特殊的应变片。
b.箔式片栅丝截面为矩形，故栅丝周表面积大，因而散热性好。
这样，在相同截面积下，允许通过的电流较丝绕式片的大（φ 0.025mm的康铜比绕式应变片允许电流以约35Ma，箔式片可大几倍），使测量电路有输出较大信号的可能。
另外，表面积大使附着力增加，有利于变形传递，因而增加了测量的准确性。
c.箔式片敏感栅横向部分的线条宽度比纵向部分的大得多，因而单位长度的电阻（ζ），也小很多，使箔式片横向效应很小。
d.箔式片均为胶基，故绝缘性好，蠕变和机械滞后小，耐湿性好。
e.便于成批生产，生产率高。
由于箔式应变片有这些特点，故在常温的应变测量中将逐渐取代丝绕式应变片。
（4）半导体电阻片一个半导体电阻片，它的突出特点是灵敏系数比一般电阻片的要高五十倍以上，可达140。
它是利用半导体材料的压阻效应而制成的（见图1-3）。
由于灵敏系数高，能使输出信号大大增强，而且机械滞后极小，所以在火箭、导弹以及宇航等方面有很大的应用价值。
图1-3 半导体应变片图1-4 应变花（5）应变花两种常用的应变花即直角应变花和等角应变花（见图1-4），它们是在一个公用的纸底上重迭地粘贴三个彼此间相互绝缘的电阻丝。
当无这种成品时可以用三个单独的电阻片代替，如果被测试的对象尺寸较大时，可以不必重迭而是按需要的角度粘贴在一个很小的范围内即可。
应变片的粘贴技术1.设计布片方案。
2.选片：首先检查应变片的外观，剔除敏感栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点的应变片，再用电桥测量应变片的电阻值，并进行阻值选配。
3.打磨：选择的构件表面待测点需经打磨，打磨后表面应平整光滑，无锈点。
4.画线：被测点精确地用钢针画好十字交叉线以便定位。
5.清洗：用浸有丙酮的药棉清洗欲测部位表面，清除油垢灰尘，保持清洁干净。
6.粘贴：将选好的应变片背面均匀地涂上一层粘结剂，胶层厚度要适中，然后将应变片的十字线对问候语构件欲测部位的十字交叉线，轻轻校正方向，然后盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶水，保证胶层尽可能薄而均匀，再用同样的胶粘贴引线端子。
7.固化：贴片后最好自然干燥几小时，必要时可以加热烘干。
8.检查：包括上观检查和变应片电阻及绝缘电阻的测量。
9.固定导线：将应变片的两根导线引出线焊在接线端子上，再将导线由接线端子引出。
10.放置24小时后，对贴片构件进行测试。
（见图1-5）图1-5 悬臂梁四、实验步骤1.将贴好应变片的试件安装在实验台上。
2.按自己预定的设计方案进行测试，整理数据等。
3.自拟实验报告。
五、注意事项1.在选电阻片和粘贴的过程中，不要用手接触片身，要用镊子夹取引线。
2.清洗后的被测点不要用手接触，已防粘上油渍和汗渍。
3.固化的电阻片及引线要用防潮剂（石腊、松香）或胶布防护。
二、静态应力的多点测量一、实验目的1.了解用应变花测定复杂应力状态下主应力的测定方法。
2.巩固应力分析的概念，学分析复杂应力状态下的构件的受力分析和应变测量。
二、实验设备与装置1.YD-88便携式超级应变仪。
2.薄壁钢管在弯扭组合作用下的实验装置见图1。
3.游标卡尺，直尺。
图1 实验装置图三、实验原理1.薄壁钢管承受弯曲和扭转组合作用时，钢管表面上任意一点可以认为处于平面应力状态，如图2所示。
2.理论上分析圆筒上某一点的主应力大小及方向： 圆筒上面A 点（或下面B 点）横截面上的应力为WM=σ （1） nnW M =τ （2） 式中， M ——弯矩 n M ——扭矩 W —— 抗弯截面模量 n W ——抗扭截面模量 D ——钢管外径 d ——钢管内径⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-=43132D d D W π （3） ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-=43116D d D W n π （4） 该点主应力大小和方向分别为（5） （6）2.由实验确定圆筒的主应力大小及方向为了测圆筒主应力的大小及方向，在薄壁钢管的上下表面对应的两点A 、B 处分别粘贴4枚电阻应变片，应变片的布片方案为45º应变花见图3。
可以按顺序选择不同角度的三枚应变片为一组，测得三个不同方向的应变值，则该点的主应力大小及方向即可算出。
三枚应变片温为：00εε=a 045εε=b 090εε=c00εε=b 045εε=c 090εε=g 00εε=c 045εε=a 090εε=g则主应力的大小及方向的测试值为：()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+±-+=2904524509003,10000001212εεεεμμεεσE （7）0090090045122εεεεεα---=-tg （8）1.接桥方法：（1）单臂半桥：可采用a R b R c R 组成应变花，t R 为温度补偿片，见图4(a)也可采用b R c R g R 组成应变花，t R 为温度补偿片，见图4（b ）。
（2）双臂半桥：可采用A 、B 两点对应的应变片组成应变花，接成双臂半桥。
见图4（c ）四、实验步骤：1.游标卡尺和直尺分别量取计算时所需数据尺寸。
2.采用单臂半桥接法时将应变片a R b R c R g R 按顺序分别接到应变仪测量电桥的A 、B 插孔，t R 接到公共补偿片的B 、C 插孔，作为测量应变片的温度补偿片。
3.采用双臂半桥接法时，将应变片a R b R c R g R 按顺序分别接到应变仪测量电桥的A 、B 插孔，d R e R f R h R 按顺序分别接到对应的B 、C 插孔，组成双臂半桥。
4.调整好应变仪，按顺序依次测量各种应变片的应变值，填入表格中，每级载荷为1kg ，共加5kg ，重复三遍。
五、数据处理：1.薄壁钢管的原始数据填入表13.由理论值计算其主应力的大小和方向。
4.由测试应变数据计算主应力的大小和方向。
5.比较理论于实验的结果是否吻合。
三、振动应变和冲击应变的测量一、实验目的1.巩固动态应变测量原理。
2.测定简支梁在振动和冲击载荷作用下的应变值和频率。
二、实验设备和装置1.Y6D－3A型动态电阻应变仪和SC－16型光线示波器。
2.直尺。
3.实验装置见图1。
图1 实验装置图三、实验原理动态应变按其随时间变化的性质，可分为确定性的和非确定性的两类。
应变随时间变化的规律能够用明确的数学关系式描述的，称为确定性的，否则就是非确定性的。
确定性的动态应变，视其能否用周期性的时变函数来表示，又可分为周期性的非周期性动态应变。
非确定性的动态应变亦称随机性应变。
本实验中的振动应变就是简单周期性应变（见图2），用实验的方法求出应变的大小，即幅值ε1和ε2，以及频率f。
对冲击应变要求通过输出波形了解应变随时间的变化过程。
图2 简单周期性应变21112H H h +•=标εε (1)43222H H h +•=标εε (2)式中，ε标－－标定线所代表的应变值ε1－－被测信号在共振时的正应变值 h 1－－被测信号正应变的波高 H 1－－前标定正值的几何高度 H 2－－后标一正值的几何高度 ε2－－被测信号在共振时的负应变值 h 2－－被测信号负应变的波高 H 3－－前标定负值的几何高度 H 4－－后标定负值的几何高度()秒/15000⨯=ll f …………………………（3） 式中 l 0－－时标的周期记录长度l －－被测信号的周期记录长度 四、实验步骤1.按照图1所示，安装好计划体制小电机和偏心锤。
2.仔细检查自己所贴的电阻应变片，选择粘贴坚固和方向准确的作为被测对象，在电桥盒上接成单臂半桥或双臂半桥。
3.把应变仪、电源供给器和示波器的各联线接好，并调整到初始状态。
4.按照动态应变测量的顺序进行操作，并选择合适的衰减档，以输出较大的波形为准。
5.在阳光下或较亮的灯光下使输出纸带显影，如需留作资料，还需要对其进行显影及定影处理。
五、数据处理1.用直尺量出h 1、h 2、H 1、H 2、H 3、H 4、l 0、l 的长度以备计算。
2.将以上数据代入公式（1）、（2）、（3）进行计算。
六、注意事项1.必须严格遵守操作规程。
2.测试过程中，不得动导线和挪动仪器。
四、弹性模量E 和箔松比μ的测定一、实验目的：1.验证简易虎克定律，测定低碳钢的弹性模量E 和横向变形系数μ。
2.熟悉应变仪操作规程，掌握应变测量的应用技术。
二、实验设备及试件1.YD －88便携式超级应变仪2.游标卡尺3.低碳钢试件（应变片已贴好，见图1）图1 布片图三、实验原理 1.弹性模量E金属材料载弹性范围内，正应力σ正比于正应变ε，此规律称为虎克定律，用公式表示如下：εσ•=E （1）式中比例系数E 称为弹性模量。