电阻应变计测量法
混凝土裂缝检测方法
混凝土裂缝检测方法混凝土是一种常见的建筑材料，它在建筑和基础设施领域起着重要作用。
然而，由于各种因素（如干燥收缩、温度变化、荷载施加等），混凝土在使用过程中可能会出现裂缝。
这些裂缝可能对结构的稳定性和安全性产生负面影响，因此混凝土裂缝检测方法变得至关重要。
本文将介绍几种常用的混凝土裂缝检测方法，并对其原理、特点和应用进行综述。
一、视觉检测法视觉检测法是最直观和常用的混凝土裂缝检测方法之一。
通过对混凝土表面进行目测或使用显微镜观察，检测混凝土表面的裂缝情况。
这种方法的优点是操作简单、成本低廉。
然而，视觉检测法存在主观性和依赖于操作者经验的不足之处，有时很难检测到较细微的裂缝。
二、无损检测法无损检测法是一种非破坏性的混凝土裂缝检测方法，其主要原理是通过测量混凝土内部的物理特性来检测裂缝。
常见的无损检测方法包括超声波检测、雷达检测和温度检测等。
这些方法具有高精度、高效率和不破坏性的特点，可以检测到较细微的裂缝，并提供关于裂缝位置和大小的定量信息。
三、微红外热像检测法微红外热像检测法是一种基于红外热像技术的混凝土裂缝检测方法。
它利用混凝土内部的温度差异来检测裂缝的存在。
通过使用红外热像仪，可以获取混凝土表面的热分布图像，并通过分析图像来确定是否存在裂缝。
这种方法具有非接触式、高效率和高精度的特点，适用于大面积的裂缝检测。
四、声发射检测法声发射检测法是一种基于声学原理的混凝土裂缝检测方法。
它利用混凝土内部的应力和裂缝活动产生的声波信号来检测裂缝。
通过安装传感器在混凝土表面或内部，可以捕捉到裂缝活动产生的声波信号。
通过分析这些信号的特征，可以确定裂缝的位置、大小和活动情况。
这种方法具有高灵敏度和高实时性的特点，可用于长期监测裂缝的变化。
五、电阻应变计检测法电阻应变计检测法是一种利用电阻应变计测量混凝土内部应变的混凝土裂缝检测方法。
电阻应变计贴附在混凝土表面或埋入混凝土内部，在施加荷载或温度变化的作用下，测量电阻应变计的电阻变化。
电阻应变计测量技术
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电阻应变计测量技术是用电阻应变计测定构件的表面应变，再根据应力、应变的关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
纠错编辑摘要目录1 电阻应变计测量技术2 正文3 配图4 相关连接电阻应变计测量技术- 电阻应变计测量技术电阻应变计测量技术- 正文用电阻应变计测定构件的表面应变，再根据应力、应变的关系式，确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
将电阻应变计固定在被测构件上，构件变形时，应变计的电阻将发生相应变化。
用电阻应变仪（见电阻应变测量装置）测量电阻变化，把它换算成应变值；或输出与应变成正比的模拟电信号（电压的或电流的），由记录器记录下来；或用计算机按预定要求进行数据处理；用上述方法都可得到所测的应力或应变。
电阻应变计测量技术的优点是：①测量精度和灵敏度高；②频率响应好，可测量从静态到数十万赫的动态应变;③测量数值范围广;④易于实现测量的数字化、自动化和无线电遥测；⑤可在高温、低温、高压液下、高速旋转、强磁场和核辐射等环境进行测量；⑥可制成各种传感器，测量力、压力、位移、加速度等物理量，在工业过程和科学实验中用作控制或监视的敏感元件。
电阻应变计的主要缺点是：①一个应变计只能测定构件表面一点在某个方向的应变；②只能测得栅长范围内的平均应变。
发展简史电阻应变计测量技术，起源于19世纪。
1856年，W.汤姆孙对金属丝进行了拉伸试验，发现金属丝的应变和电阻的变化有一定的函数关系，说明应变关系可转换为电流变化的关系，可用电学方法测定应变。
1938年，E.西蒙斯和A.鲁奇制出了第一批实用的纸基丝绕式电阻应变计。
1953年，P.杰克孙利用光刻技术，首次制成了箔式应变计。
随着微光刻技术的进展，这种应变计的栅长可短到0.178毫米。
1954年,C.S.史密斯发现半导体材料的压阻效应，1957年，W.P.梅森等研制出半导体应变计,其灵敏系数比金属丝应变计高50倍以上,现已用于测量力、扭矩和位移等的传感器上。
应力测量方法
应力测量方法有多种，其中包括电阻应变测量法。
此外，还有光弹性方法、X射线衍射法、中子衍射法、超声法、脆性涂层法、压痕法、磁测法、云纹干涉法、莫尔条纹法等方法。
电阻应变测量法：这种方法利用电阻应变计测量技术，不仅可以用于模型实验，也可以在线进行应变、应力、压力等力学的测量。
其实际应用效果较好，还可以进行远距离应变遥测，利用此技术可制成相应的传感器和测力装置。
光弹性方法：这是光测法的一种，通过光弹性效应来测量应力。
它适用于解决扭转和轴对称的问题，还可以研究应力传播和热应力的动态过程。
X射线衍射法：利用X射线的衍射现象来测量应力。
通过测量衍射角的变化，可以推断出材料内部的应力状态。
超声法：通过超声波在材料中的传播特性来推断应力状态。
不同应力状态下的材料，超声波传播速度会有所变化，从而可以反演出应力状态。
以上各种方法各有特点，电阻应变测量法操作简单，适用于各种环境和条件；光弹性方法直观性强，适用于透明材料；X射线衍射法和超声法非接触、无损，但设备复杂，数据处理难度较高。
请根据具体需求和条件选择合适的方法。
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。
应力与应变测量方法及应用
应力与应变测量方法及应用应力与应变测量是工程学中非常重要的分析方法，能够帮助工程师评估材料和结构在外部力作用下的性能表现。
本文将介绍一些常用的应力与应变测量方法及其应用。
一、应力与应变测量方法1. 电阻应变计法电阻应变计是最常用的应变测量方法之一。
应变计的基本原理是应变导致电阻变化，通过测量电阻变化来间接测量应变。
常见的电阻应变计有金属应变计和半导体应变计。
金属应变计主要适用于动态应变测量，而半导体应变计适用于静态及高温应变测量。
电阻应变计的优点是精度高、灵敏度高，但也有一些限制，比如灵敏度容易受到温度的影响。
2. 光弹性法光弹性法是一种通过利用光的干涉原理来测量应力和应变的方法。
光弹性法常用的设备有两种，一种是维尔贝克(Disc-more)干涉条纹法，另一种是技巧干涉条纹法。
这两种方法都是基于光束的干涉现象，通过观察并记录干涉条纹的变化来推算出应力和应变的分布情况。
光弹性法的优点是非接触性，适用于复杂形状和高温等特殊条件下的应变测量。
3. 应变片法应变片是利用压电效应材料制成的一种应变测量器件，常用的应变片有金属应变片和陶瓷应变片。
应变片通过自身形变来实现应变的测量，通过测量应变片的电荷输出或形变量的变化来推算应变。
应变片法的优点是响应速度快、测量范围广，适用于各种应变测量场景。
二、应力与应变测量的应用1. 材料性能评估与选择应力与应变测量可以帮助工程师评估材料的力学性能，并为材料的选择提供依据。
通过测量应力和应变，可以计算出弹性模量、屈服强度、断裂韧性等重要参数，从而判断材料是否满足工程设计要求。
2. 结构设计与优化在结构设计中，应力与应变测量可以帮助工程师评估结构的稳定性和安全性。
通过测量结构内部的应力分布和应变变化，可以发现潜在的结构问题，并进行必要的优化和改进，从而提高结构的可靠性和性能。
3. 动态加载分析应力与应变测量在动态加载分析中也有广泛的应用，可以用于研究冲击、爆炸、振动等动力载荷下的材料和结构响应。
静态电阻应变测量中的操作技巧及常见问题处理
在实际操作中往往 出现许多预想不到的问题 ， 本文 通过长期在一线工作人员实践经验 ， 总结归纳 出实
阻值为 １０ｎ的应变计 。 ２ （ ） 敏度 系 数 ２灵 将 电阻应变计 电阻率 的变化 ＡＲ Ｒ 与试件 主 ／
际操作 中经常遇到 的问题 及处理方法 ， 供有关人员
［ 收稿 日期］ ２０－０ －２ ０８ ４ ２
选择 应 变计 时 主要考 虑 以下几 个 因素 。 （） １电阻值 国家 标 准 中 电 阻 应 变 计 的 阻 值 规 定 为 ６ ＯＱ、 １０Ｑ、０ ３０Ｑ、０ ２ ２０Ｑ、５ ５０Ｑ及 １００Ｑ［ 从经 济 与 ０ ， 适用 两个 角度 考虑 ， 目前 结构 试 验 与检 测 中多 选用
Ｎ ４ ２ ０ ｏ．０８
工程 与试 验
Ｄ ｃｍｂ ｒ ０ ８ ｅｅ ｅ ０ ２
静 态 电阻应 变 测 量 中 的操 作 技 巧 及 常见 问题 处 理
邓 燕华 刘 同宾。邓 龙龙 ， ，
（ 东交通 大 学土木 建 筑 学院 ， 西 南 昌 ３０ １） 华 江 ３０ ３
摘 要： 电阻应变测量在结构试验 和检测 中得到广泛应用 ， 试验和检测结果 的好 坏往往取 决于应 变数据准 确与否 。
ｐ ｏ ｌ ｏ ｃ ｒ ｅ ． ｅ ｐ ｅ ｃ ｎ ｅ ｎ ｄ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｔａｎ ｇ ｇ ；ｐ ｓｉｇ；ｍｏｓ ｕ ｅｐ ｏ ｆ ｅ ｏｄ ｉｔ ｙ ｒ ｓ ｓｒ ｉ ａ ｅ ａ ｔｎ ｉｔ ｒ ｒ ｏ ；ｚ ｒ ｒｆ
参考。
１ 引 言 ２ 应 变计 选择及粘贴技巧
在 结构 试验 或检测 中 ， 般通 过测 量钢 筋 、 一 混凝 土 或钢 板 的应 变 ， 通 过材 料 的应 力 一应 变 关 系换 再
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。
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。
电阻应变计测量原理实验报告
电阻应变计测量原理实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解电阻应变计的测量原理，并通过实际操作和数据测量，掌握电阻应变计在应力应变测量中的应用。
二、实验原理电阻应变计是一种能将构件上的应变变化转换为电阻变化的传感元件。
其工作原理基于电阻丝的应变效应，即电阻丝的电阻值会随着其长度的变化和横截面积的改变而发生相应的变化。
当电阻丝受到拉伸或压缩时，其长度会增加或减少，同时横截面积也会相应地减小或增大。
根据电阻的计算公式：＼（R ＝＼rho\frac{l}｛S}＼）（其中\（R\）为电阻，＼（＼rho\）为电阻丝材料的电阻率，＼（l\）为电阻丝的长度，＼（S\）为电阻丝的横截面积），电阻丝的电阻值会发生改变。
通常将电阻应变计粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变计随之变形，从而产生电阻变化。
通过测量电阻的变化，并根据应变计的灵敏系数，可以计算出构件表面的应变值。
三、实验设备及材料1、电阻应变仪2、静态电阻应变仪3、等强度梁实验装置4、电阻应变计若干5、连接导线若干四、实验步骤1、准备工作检查实验设备是否完好，确保电阻应变仪和静态电阻应变仪正常工作。
选择合适的电阻应变计，并对其进行外观检查，确保无损坏。
2、粘贴电阻应变计对待测构件（等强度梁）的表面进行清洁处理，去除油污、锈迹等，以保证应变计能够牢固粘贴。
在预定的测量位置上，使用胶水将电阻应变计粘贴在构件表面，并确保粘贴平整、无气泡。
3、连接导线将电阻应变计的引出线与连接导线焊接或用夹子连接牢固。
按照实验仪器的要求，将连接导线正确连接到电阻应变仪的相应接口上。
4、调试仪器打开电阻应变仪和静态电阻应变仪，进行预热和调试。
设置仪器的参数，如测量范围、灵敏系数等。
5、加载实验使用加载装置对等强度梁施加逐渐增加的载荷。
在加载过程中，观察电阻应变仪上的读数变化，并记录相应的数据。
6、重复实验为了提高实验数据的可靠性，重复加载实验若干次，并记录每次实验的数据。
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。
金属结构应力测试通用方法
金属结构应力测试通用方法
金属结构应力测试的通用方法主要有以下几种：
盲孔法：在被测工件的表面贴上应变花，并对工件打孔，孔周围应力松弛，而形成新的应力/应变场分布。
通过标定应变释放系数A、B，基于弹性力学原理可推算出工件原有残余应力及应变。
这种方法在1934年由德国学者Mathar J提出，现已发展的较为成熟。
电阻应变计测量法：通过测量被测物电阻大小的变化，根据等量关系进行换算从而求出应力。
这种检测方法是目前通用的测试方法中最早被大众接受，最广泛使用的。
这种测量方法能数字化测量应用十分广泛，并且频率、精度、灵敏度方面都有明显优势。
但是在动态的检测中，由于很难进行信号监测，因此精度很容易受外部条件的影响。
X射线法：这种方法可以实现对构件中的应力的检测是无损的，相较其他的检测方法，这种方法非常好用，广受好评。
但是它的检测精度非常容易受到很多因素的影响，而且通常监测的设备十分复杂，所以很难用于现场的测试，这是它的一个明显的弊端。
光弹性法：通过计算结构模型的干涉图来计算应力的大小。
这种方法就是我们所熟知的光弹性法。
以上就是金属结构应力测试的通用方法，这些方法有各自的优缺点，选择最适合的方法取决于测试的目的和要求。
同时，这些方法都需要一定的专业知识和技能来正确实施和解释结果。
在选择和应用这
些方法时，应寻求专业人士的建议和指导。
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
电阻应变计测量原理实验报告
电阻应变计测量原理实验报告实验目的：掌握电阻应变计测量原理并能够正确进行电阻应变计的测量。
实验原理：电阻应变计是一种使用金属材料的电阻特性来测量物体应变的装置。
当物体受到外力作用而发生形变时，电阻应变计固定在物体表面的金属片也会发生相应的应变，从而导致电阻值发生变化。
通过测量电阻的变化，就可以确定物体的应变情况。
电阻应变计通常由两个相互垂直的金属网格构成，其中一个网格称为感应极板，另一个网格称为感应极板。
当物体受到外力作用时，感应极板与感应极板之间的距离会发生微小的变化，进而引起电阻值的变化。
假设电阻应变计的电阻值为R，当电阻应变计受到应变时，电阻值的变化量ΔR与应变之间存在线性关系，即ΔR = Sε，其中ΔR表示电阻值的变化量，S为电阻应变计的应变灵敏度，ε表示物体的应变。
实验步骤：1. 首先，将电阻应变计固定在待测物体的表面。
固定电阻应变计时应注意使其与待测物体保持良好的接触，避免介质层的存在。
2. 连接电阻应变计与接线盒，确保电阻应变计的引线正确连接。
3. 将接线盒与数字万用表连接，将万用表置于电阻测量档位。
如果使用带有简易电压源的桥式电阻应变计，还需要将电压源接入电路。
4. 施加一定的外力以产生待测物体的应变。
5. 观察数字万用表的读数，记录下电阻值的变化量。
实验注意事项：1. 电阻应变计应安装在待测物体的表面，接触良好。
2. 电阻应变计的引线应正确连接，确保电路的正常工作。
3. 施加外力时应均匀、稳定地施加，避免过大的应变导致电阻应变计的破坏。
4. 观察读数时应注意保持稳定，避免干扰。
实验结果及分析：根据实验步骤测得的电阻值变化量，可以利用公式ΔR = Sε计算出物体的应变量。
通过比较实验前后的电阻值，可以确定物体是否发生了应变。
在实际应用中，电阻应变计被广泛用于测量物体的应变。
例如在工程中用于测量桥梁、房屋等结构产生的应变，以及在材料科学中用于研究材料的性能和行为等。
总结：电阻应变计是一种常用的测量设备，通过测量电阻值的变化来确定物体的应变情况。
应变计灵敏系数的标定
应变计灵敏系数的标定一、实验目的（1）了解电阻应变计的电阻变化率△R / R 与所受应变ε之间的关系 （2）掌握电阻应变计灵敏系数的测定方法二、实验设备和器材（1）弯曲梁实验装置（图1） （2）千分表、游标卡尺 （3）DH3818静态电阻应变仪图一 弯曲梁实验装置三、实验原理粘贴在标定实验梁上的电阻应变片，在承受机械应变ε时。
其电阻值的相对变化△R / R 与应变i ε之间的关系如下式：i K εR△R（1.1）由此分别测量△R / R 及i ε的值即可求出灵敏系数K 。
本实验采用纯弯曲等截面矩形梁，在纯弯曲段梁上下表面沿轴向各粘贴1片应变片计。
梁弯曲后变形以后，梁纯弯曲段上下表面沿轴向的真实应变i ε可用千分表上的读数f 由下式求得：224312al hff -=（1.2） f ——梁跨中千分表读数增量l ——梁的跨度 h ——梁的高度a ——加载点到支座的距离应变计的电阻变化率△R / R 在本实验中用应变仪测定。
设应变仪的灵敏系数值为仪K （本实验默认仪K =2.0），测出的指示应变为仪ε，则仪仪εK R△R= （1.3）综合以上三式，可用下式求出应变计的灵敏系数K ：)43(1222a l hfεK ε△R / R K 仪仪-==（1.4）四、实验步骤（1）设计好本实验所需的各类数据表格。
（2） 测量弯曲梁的有关尺寸。
（3）在梁纯弯曲段跨中安装千分表并让千分表有一定的初读数 。
（4）将纯弯曲段梁上下表面的纵向应变计按半桥接法接入应变仪，将应变仪所接个点读数调制平衡。
（5）逐次施加砝码，分别记下每次施加荷载后的千分表读数和应变仪读数。
（6）实验过程加载与卸载需要重复三次。
（7）作完试验后，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原。
（8）根据测得的数据，用公式（1.4）计算每片应变计的每次的灵敏系数。
（9）计算每片应变计的平均灵敏系数K 。
nK K i∑=—（1.5）五、实验数据处理见附表一2.1407262311==∑nKK i—72.1932239955==∑nKK i—误差分析：1、测量仪器方面的因素（仪器设计上的缺陷、 零件制造不标准、安装不正确、仪器老化等）。
电阻应变计测量原理实验报告
电阻应变计测量原理实验报告电阻应变计测量原理实验报告引言：电阻应变计是一种常用的测量设备，广泛应用于工程领域。
它通过测量电阻的变化来检测物体的应变情况，从而得到物体的力学性质。
本实验旨在探究电阻应变计的测量原理，以及其在实际工程中的应用。
一、电阻应变计的基本原理电阻应变计是利用电阻的变化来测量物体应变的一种传感器。
其基本原理是根据电阻材料的特性，当物体受到力的作用时，电阻材料会发生形变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以获得物体所受力的大小。
二、实验装置和步骤本实验使用了一台电阻应变计测量仪器，以及一根标准的金属杆。
实验步骤如下：1. 将金属杆固定在实验台上，并将电阻应变计粘贴在金属杆上。
2. 连接电阻应变计与测量仪器，确保连接稳固。
3. 通过测量仪器设置初始电阻值，并记录下来。
4. 施加不同大小的力在金属杆上，记录下相应的电阻值。
5. 根据记录的数据，绘制电阻值与力的关系曲线。
三、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以得到电阻值与力的关系曲线。
根据该曲线，我们可以得到以下结论：1. 电阻值与力成正比关系，即当施加的力增大时，电阻值也会增大。
2. 电阻值与力的关系曲线呈线性关系，即符合欧姆定律。
3. 电阻值的变化量与施加的力的大小成正比，可以通过斜率来表示。
四、电阻应变计的应用电阻应变计在工程领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 结构强度测试：通过在结构物上安装电阻应变计，可以实时监测结构物所受的力，从而评估结构物的强度和稳定性。
2. 材料性能研究：通过在材料表面安装电阻应变计，可以测量材料在不同应变下的电阻变化，从而研究材料的力学性能。
3. 汽车工程：电阻应变计可以用于汽车零部件的测试，例如测量车轮的受力情况，以及车身的应变情况，从而提高汽车的安全性和稳定性。
4. 土木工程：电阻应变计可以应用于桥梁、隧道等土木工程的监测，及时发现结构物的变形和应变情况，从而保证工程的安全性。
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
应变测量方法
应变计的分类
根据工作原理，应变计可分为金属电阻应变计和半导体应变 计。金属电阻应变计利用金属丝的电阻值随应变而变化的特 性，而半导体应变计利用半导体的压阻效应。
根据用途，应变计可分为表面粘贴式、嵌入式、无应力式等 类型。表面粘贴式应变计适用于测量物体的表面应变，嵌入 式应变计适用于测量结构内部的应变，无应力式应变计适用 于测量无应力状态下的应变。
应变计的应用领域
应变计广泛应用于土木工程、机械工程、航空航天、汽车、船舶等领域，用于监 测结构物的受力状态、评估结构的健康状况、优化设计等方面。
在土木工程中，应变计可用于桥梁、大坝、高层建筑等结构的监测，评估结构的 承载能力和安全性。在机械工程中，应变计可用于各种机械设备的受力监测和故 障诊断。在航空航天中，应变计用于监测飞机和航天器的结构健康状况和飞行状 态。
光学应变测量法
原理
光学应变测量法利用光学 干涉、衍射等原理，通过 测量光束的干涉图样或光 斑变化来推算应变。
应用
常用于测量薄膜、纤维等 微小应变，具有非接触、 高精度、高灵敏度等优点 。
局限性
对光源和光学元件的稳定 性要求较高，且易受环境 因素干扰。
超声应变测量法
原理
超声应变测量法利用超声波在材料中传播速度随应变而变化的原理 ，通过测量超声波传播速度变化来推算应变。
CATALOGUE
应变测量的实际应用案例
桥梁健康监测
桥梁作为交通要道，其安全性和稳定 性至关重要。通过应变测量技术，可 以实时监测桥梁的结构应变，从而评 估其承载能力和健康状况。
应变测量在桥梁健康监测中的应用包 括在关键部位安装应变传感器，通过 数据采集和分析，及时发现异常应变 和潜在的结构损伤，为维修和加固提 供依据。
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 ）
应变测试方法
测量的基本概念
线性度 －要求输入与输出的关系是线性； 灵敏度 －输出的变化量与输入变化量的比值； 滞后现象 －输入量增、减时，输出量不同，出明显滞后现象； 灵敏度与分辨率 －当输入量由零增大时，能够测量到的最小值称为灵
敏度； 零飘与温飘 －输入量不变，环境温度不变，输出量随时间变化成
为零飘；外界温度变化所引起的变化成为温飘；
将应变片贴于平面应变场中．若沿应变片轴线方
向的应变记为 x，垂直于轴线方向的横向应变记
为 ， 剪y 应变记为 ，则 x y应变片敏感栅的电阻相
对变化可表示为下式：
பைடு நூலகம்
R RKxxKyyKxyxy
RRKxx Kyy
H Ky 100% Kx
电阻应变片的性能参数
温度效应： - 当电阻应变片安装在无外力作用、无约束的构件表面上时，
电阻应变片的构造
电阻应变片的性能参数
横向效应系数(H): 通常要求应变片的指示应变值只反映构件b 表面的应变片轴线方向上的应变。然而， 应变片的敏感栅中除了有纵栅外，还有圆 弧形或直线形的横栅，横栅的电阻变化是 由于构件表面轴向应变和横向应变共同作 用的结果，因此应变片具有横向效应H。
电阻应变片的参数－H
电阻应变片的性能参数
稳定性
电阻应变片的稳定性是指在工作条件恒定的情下， 经历规定的时间后，仍能保持原有性能参数的能 力。它是反映电阻应变片长期静态工作能力的重 要性能。通常，电阻应变片的稳定性用应变片的 电阻值漂移和蠕变大小来表示。
应变片的分类：
应变片的分类：
应变片的分类：
－1953年．P·杰克逊利用光刻技术，首次制成了箔式应 变片，随着微光刻技术的进展，这种应变计的栅长可 短至0.178mm
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的电阻应变计。
电阻应变测试方法是用电阻应变计测定构件的表面应变，再根据应变—应力关系确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。这种方法是，将电阻应变计粘贴在被测构件上，当构件变形时，电阻应变计的电阻值将发生相应的变化，利用电阻应变仪（简称应变仪）将此电阻值的变化测定出来，再换算成应变值或者输出与此应变成正比的电压（或电流）信号，由记录仪记录下来，就可得到所测定的应变或应力。
3． 只能测得电阻应变计栅长范围内的平均应变值，因此对应变梯度大的应力场测量误差较大。
4． 易受外界环境（如温度）的影响
电阻应变测试方法的优点是：
1． 测量灵敏度和精度高。其最小应变读数可为1微应变（με，1微应变=10-6毫米/毫米），在常温静态应变测量时，精度一般可达到1~2%。
2． 测量测量从静态到数十万赫兹的动态应变。
4． 应变计尺寸小，最小的应变计栅长可短到0.178毫米，因此重量轻、安装方便，不会影响构件的应力状态，而且可进行应力梯度较大的应变测量。
应变电测法的含义有两种意义，广义的和狭义的。广义的应变电测法主要包括：电阻应变计测试法、电容应变计测试法和电感应变计测试法等多种方法。其中以电阻应变计测试方法应用的较为普遍。因此，常常将应变电测法特指为电阻应变计测试法，这是狭义的应变电测法。
电阻应变计测试技术起源于19世纪。1856年，W ? 汤姆逊（W·Thomson）对金属丝进行了拉伸试验，发现金属丝的应变与电阻的变化有一定的函数关系；惠斯登电桥可用来精确地测量这些电阻的变化。1938年，E ? 西门斯（E ? Simmons）和A ? 鲁奇（A ? Ruge）制出了第一批实用的纸基丝绕式电阻应变计。1953年，P ? 杰克逊（P ? Jackson）利用光刻技术，首次制成了箔式应变计，随着微光刻技术的进展，这种应变计的栅长可短到0.178mm。1954年，C ? S ? 史密斯（C ? S ? Smith）发现半导体材料的压阻效应。1957年，W ? P ? 梅森（W ? P ? Mason）等研制出半导体应变计。现在已研制出数万种用于不同环境和条件的各种类型
5． 由于在测量过程中输出的是电信号，因此易于实现数字化、自动化及无线电遥测。
6． 可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。
7． 可制成各种传感器，测量力、位移、加速度等物理量。
8． 适用于工程现场的应用。
该方法的缺点是：
1． 只能测量构件表面的应变，而不能测构件内部的应变。
2． 一个电阻应变计只能测定构件表面一个点沿某一个方向的应变，故不能进行全域性的测量。