应变电测法和电阻应变仪的使用方法
电阻应变计测量技术
电阻应变计测量技术编辑词条分享本词条由rough创建，共有1位协作者编辑了1次。
最新协作者：rough。
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。
应变电测法
应变电测法
应变电测法是一种应力测试方法，其基本原理是利用电阻应变片测定构件表面的线应变，再根据应变-应力关系确定构件表面应力状态。
应变电测法的实施步骤包括：
1.将电阻应变片粘贴在被测构件表面，当构件变形时，电阻应变片的电阻值将
发生相应的变化。
2.通过电阻应变仪将此电阻变化转换成电压（或电流）的变化，再换算成应变
值或者输出与此应变成正比的电压（或电流）的信号。
3.由记录仪进行记录，就可得到所测定的应变或应力。
这种方法具有测量精度高、范围广的优点，而且能连续测量和记录，实现远距离测量，方便地用于控制系统中，使生产过程自动化。
1/ 1。
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。
第3-2章 测量电路(电阻应变测量技术)
当试件受静态压缩应变ε-时，将使Rl变为Ro-△R t，对应的电桥输出电压为
1 Rt 1 Vm sint k Vm sin(t ) 4 R0 4 相位与载波电压相差π ，其余与拉应变的情况相仿 。 U BD
§3-2 测量电路
应变片的接入方式： 单 桥
半 桥
全 桥
Sichuan University
3
§3-2 测量电路
一、直流电桥
由四个电阻Rl，R2， R3，R4，组 成四个桥臂； A ， C 为供桥端， 接电压为E的直流电源，B，D为 输出端，电桥的输出电压为
U BD
R1 R3 R2 R4 .E ( R1 R2 )( R3 R4 )
§3-2 测量电路
• 第一次转换：应变片将应变信号转换成电阻相对变 化量。 • 第二次转换：应变基本测量电路则是将电阻相对变 化量再转换成电压或电流信号，以便显示、记录和 处理。 • 电阻应变仪 －应变测量电路 ：通常转换后的信号很 微弱，必须经调制、放大、解调、滤波等变换环节 才能获得所需的信号 。 • 惠斯登电桥电路 ：按电源供电方式分，直流电桥和 交流电桥。电桥电路可有效地测量10-3~10-6数量级 的微小电阻变化率，且精度很高，稳定性好，易于 进行温度补偿，所以，在电阻应变仪和应变测量中 应用极广。
Sichuan University
17
2r kR
零位测量法与电源电压无关，电源电压变化不影响测量结果，故测量精度较高，但 测量时电桥需要重新平衡，较麻烦，只用于静态测试 。
Sichuan University
10
导线温度变化的影响？
电阻应变计测量法
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
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。
应变电测法实习报告
一、实习目的本次实习旨在通过实际操作，了解应变电测法的基本原理和操作步骤，掌握电阻应变片、电阻应变仪、记录仪等设备的使用方法，提高对构件表面应力状态测定的能力，为今后从事相关领域的工作打下基础。
二、实习内容1. 实验原理应变电测法是一种通过测量电阻应变片电阻值的变化来确定构件表面应力的方法。
当构件受力变形时，电阻应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变仪将电阻变化转换成电压（或电流）的变化，再换算成应变值或输出与应变成正比的电压（或电流）的信号，由记录仪进行记录。
2. 实验设备（1）电阻应变片：用于测量构件表面的线应变。
（2）电阻应变仪：将电阻应变片的电阻变化转换成电压（或电流）的变化。
（3）记录仪：记录应变值或输出与应变成正比的电压（或电流）的信号。
（4）悬臂梁：用于模拟实际构件，观察应变电测法的应用。
3. 实验步骤（1）搭建实验电路：将电阻应变片粘贴在悬臂梁表面，将电阻应变仪、记录仪与电路连接。
（2）调整电路参数：根据实际需求调整电路参数，确保测量精度。
（3）加载力：对悬臂梁施加预定的载荷，使构件发生变形。
（4）观察应变电测法效果：通过电阻应变仪、记录仪观察应变值或输出与应变成正比的电压（或电流）的信号。
（5）分析数据：根据实验数据，分析构件表面应力状态。
三、实习结果与分析1. 实验结果通过本次实习，成功搭建了应变电测法实验电路，观察到了应变电测法的实际应用效果。
在施加预定的载荷后，悬臂梁表面应变值与电阻应变片电阻值的变化呈正相关关系，验证了应变电测法的有效性。
2. 数据分析（1）根据实验数据，计算出悬臂梁表面的应力状态，包括最大应力、最小应力、平均应力等。
（2）分析悬臂梁表面应力分布情况，判断构件的受力特点。
（3）对比不同加载方式下的应力状态，探讨应变电测法的适用范围。
四、实习总结通过本次实习，我对应变电测法有了更深入的了解，掌握了电阻应变片、电阻应变仪、记录仪等设备的使用方法。
以下是我对本次实习的总结：1. 理论与实践相结合：本次实习使我认识到，理论知识与实践操作相辅相成，只有将二者结合起来，才能更好地掌握应变电测法。
静态电阻应变仪使用说明(拉杆应力测试)
静态电阻应变仪使用说明一、仪器基本工作原理方框图静态电阻应变仪使用须知二、前后面板各部分名称和作用三、仪器使用的准备工作四、仪器的使用拉杆应力测试工作程序一、目的：为了更规范的完成拉杆应力测试工作，避免在测试过程中出现不必要的麻烦，保证测试数据的准确性和可靠性，特制定本工作程序；二、范围：所有需要进行拉杆应力测试工作的项目；三、工作程序：（一）、前期准备工作：1、联系工作联系单：根据生产计划情况，及时联系项目主管要求设计下发工作联系单；2、确认工作联系单：根据收到的工作联系单查询图纸计算确认截面积是否正确，联系设计确认前后拉杆比例分布情况；3、备案工作联系单：将工作联系单内容输入电脑备案，并要有如下附加信息：称重要求、设计人员、质检主管、调试主管、发运日期，便于查询；4、预约测试时间：根据调试计划及进度，及时联系调试主管完成拉杆应力测试；（二）、应力测试准备及现场操作：1、制作好用于测试的补偿片，检查导线插片、接线板是否完好，如需维护及时进行（要求每次测试完毕后及时进行检查）；2、进行测试前必须检查工具箱内所有用于测试的物品是否齐全，并且全部处于良好状态，发现问题及时补救，绝不允许将问题留到现场解决；3、上机前认真阅读调试公告栏，严禁进入禁止区域和危险区域；4、根据《拉杆应力测试原理及方法》进行贴片，完成后检查贴片质量是否完好；5、进行扳大梁测试前，配合调试人员检查安全，确认一切正常后方可进行测试；6、根据测试结果，画好偏心套调整位置和方向，并且要求另外的测试人员进行审核，确认无误后方可通知调试人员进行调整；7、待调整好偏心套后再进行测试，确认测试数据符合设计要求后再向监理进行报验，如当天不能完成报验的，原则上不允许将测试工具、仪器留在桥吊上，因工作安排等特殊原因确实需要将工具、仪器留在桥吊上的则必须将其锁在调试部工具箱内，确保安全；8、如无法调整到设计所需比例时，需开具检查报告，交工艺部进行处理，得到确定后方可测试报验；（三）、数据处理：1、根据现场实际测试数据做成《拉杆应力测试报告》，数据计算时务必准确完整；2、报告一式二份交部门领导审核后交监理签字，一份交监理、一份存档，如有检查报告的项目则需将检查报告一起附后；四、相关记录：1、《起重机轮压及拉杆应力测试工作联系单》2、《拉杆应力测试报告》3、《检查报告》。
YJ28A-P10R型静态电阻应变仪的使用方法
YJ28A-P10R 型静态电阻应变仪的使用方法
（1）通入接地良好的Hz 50V 220交流电源，打开电源开关，前面板上的数码管应有数字显示，预热30分钟后，调节前面板上的“R ”电位器（顺时针旋转显示为“＋”，反之则为“－”），使显示表显示为“00000”。
（2）如图2- 5所示，当进行半桥测量时，将电阻应变仪前面板上的D 1、D 和D 2三个接线柱用连接片连接，并旋紧各接线柱，把被测点粘贴的工作片分别接到A 和B 接线柱，用作温度补偿的补偿片或工作片分别接到B 和C 接线柱，并旋紧；当进行全桥测量时，需把D 1、D 和D 2上的连接片拆除，然后把相应的工作片或补偿片分别接到AB、BC、CD、DA 四个桥臂上。
接好线后，应变仪前面板读数窗口所显示的数值就是AB 桥臂上所接工作片的应变读数，调节前面板上R 0位置的电位器，可以对初读数进行调零。
（3）多点测量时，在前面板用1～10通道开关选择通道，相应地接通后面板上所选通道的测量桥接线端A 、B 、C 和D （图2-4），调节所选择的每个通道的电位器，可以分别对每个通道进行调零。
附图2-4 YJ28A -P10R 型静态电阻应变仪前面板
D D D 工作片补偿片
D
D D 工作片工作片
(a)
(b)
D
D D
(c)
附图2-5 应变片接法
(a) 半桥单臂接法 (b) 半桥双臂接法 (c) 全桥接法（拆去连接片）。
应变电测量的原理技术方法与应用
应变电测量的原理技术方法与应用作者：王宁王晓旭来源：《中国科技博览》2013年第16期中图分类号：TM63一.原理方法应变电测测量技术用于测定构件的表面应变，根据应力与应变之间关系，确定构件的应力状态。
首先利用应变片将被测构件的应变转换为电阻变化率 / = ，然后用电桥（即惠斯顿电桥）来测量应变。
电桥是电阻应变仪的重要组成部分，通过电桥，将此电阻变化率转化为电压的变化，然后再将此电压变化输给放大器加以放大。
电桥如图1.11所示，、、、为桥臂电阻。
、、、可以是四个相同的电阻应变片，或者其中和是电阻应变片，和是装在电阻应变仪内的固定电阻。
在电桥A、C端有供桥电源，其电压为E。
B、D为电桥的输出端，输出电压为。
设四个桥臂电阻、、、都是应变片，且每个应变片均感受应变。
图1.11 电桥示意图根据分压原理，在ABC支路上的电压降为公式（1.2）在ADC支路上电压降为公式（1.3）由公式（1.2）和公式（1.3）得出电桥的输出电压为公式（1.4）由公式（1.4）可知，要使电桥平衡，即电桥的输出电压为零，则桥臂电阻必须满足公式（1.5）为保证测量精度，在测试前应先将电桥调平衡，使电桥输出为零（）。
当被测构件变形时，贴在构件上的应变片、、、分别感受应变、、、，各片的电阻值相应发生变化，其变化量分别为、、、。
那么电桥的输出电压为公式（1.6）若所用应变片的灵敏系数均为，那么电桥输出电压和应变片感受到的应变之间的关系可表示为公式（1.7）其中，为常数因子，故应变仪中指针的偏转通过一定的标定可给出（）值，即应变仪的输出读数为= 公式（1.8）实际中，电阻应变片因弹性变形而产生的电阻改变量很小，通过指示仪表的讯号也很微弱。
一般在指示仪表前装置放大器，使电桥输出端的讯号放大几万倍，再由指示仪表显示出来。
利用电桥中相邻的工作臂，可以消除等值同号的应变成分，利用电桥中相对的工作臂，可以消除等值异号的应变成分。
电测法的优点有：1.灵敏度高，应变仪可以精确到；2.应变片尺寸小并且粘贴牢固，如箔式应变片的最小标距可达0.2mm；3.可同时满足静态和动态的测量要求；4.应变片可适应恶劣的环境，如高低温、高压等环境。
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。
应变测试操作指南
应变测试操作指南在工程领域和科学研究中，应变测试是一项至关重要的技术，它能够帮助我们了解材料和结构在受力情况下的变形情况，为设计、分析和优化提供重要的数据支持。
下面，将为您详细介绍应变测试的操作流程和注意事项。
一、测试前的准备工作1、确定测试目的和要求首先，需要明确为什么要进行应变测试，是为了评估结构的强度、验证设计假设，还是研究材料的力学性能？根据测试目的，确定所需测量的应变类型（如拉伸应变、压缩应变、弯曲应变等）、测量精度和测试范围。
2、选择合适的应变测试方法应变测试方法有多种，常见的包括电阻应变片法、光纤光栅应变测量法、数字图像相关法等。
电阻应变片法是应用较为广泛的一种，具有精度高、稳定性好等优点；光纤光栅应变测量法则适用于高温、强电磁干扰等恶劣环境；数字图像相关法可以实现全场应变测量。
根据具体的测试条件和要求，选择合适的测试方法。
3、准备测试设备和仪器根据所选的测试方法，准备相应的设备和仪器。
例如，电阻应变片法需要应变片、应变仪、数据采集系统等；光纤光栅应变测量法需要光纤光栅传感器、解调仪等。
确保设备和仪器经过校准，并且在有效期内。
4、试件的准备对要测试的试件进行处理，使其表面平整、清洁，以便于粘贴应变片或安装其他传感器。
对于金属试件，需要去除表面的氧化层和油污；对于混凝土试件，需要打磨表面，使其粗糙但平整。
5、制定测试方案包括测试点的布置、加载方式、加载顺序、数据采集频率等。
测试点的布置应根据结构的受力特点和分析需求来确定，通常在应力集中部位、关键截面等处设置测试点。
二、应变片的粘贴与连接1、应变片的选择根据测试要求选择合适的应变片，如电阻值、敏感栅尺寸、基底材料等。
应变片的电阻值一般为120Ω 或350Ω，敏感栅尺寸应根据测量精度和试件表面状况来选择。
2、表面处理在粘贴应变片之前，对试件表面进行清洁、打磨和脱脂处理，以提高应变片与试件之间的粘结强度。
使用砂纸轻轻打磨表面，然后用无水乙醇或丙酮擦拭干净。
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。
静态电阻应变仪的使用和应变片在电桥中的接桥方法
静态电阻应变仪的使用和应变片在电桥中的接桥方法I.静态电阻应变仪的使用方法：1.连接电源：将静态电阻应变仪与电源连接，并确保电源正常工作。
2.连接测量部件：将待测材料与应变片连接，可以使用焊接、粘贴等方式进行固定。
注意：应变片应与待测材料的应变方向垂直。
3.连接线缆：将测量部件与静态电阻应变仪的测量端子连接，确保连接良好。
4.设置通道参数：根据实际需求，设置静态电阻应变仪的通道参数，如采样频率、增益等。
5.校准仪器：在进行测量前，需要对静态电阻应变仪进行校准，以确保测量结果的准确性。
6.开始测量：完成上述准备工作后，启动仪器开始测量。
可以根据需要连续采集数据，也可以在特定时间点进行测量。
7.数据处理：测量完成后，可以将数据导出到计算机或其他设备进行进一步的数据处理和分析。
II.应变片在电桥中的接桥方法：在静态电阻应变仪中，应变片通常被用作电桥电阻的一个分支，以实现应变信号的测量。
下面是常见的接桥方法：1.电压式电桥接桥方法：-将应变片安装在待测材料上，保持与材料的接触良好。
应变片会产生应变，从而导致电阻值的变化。
-将应变片与其他三个电阻（R1、R2和R3）组成电桥电阻网络。
-将电桥的两个节点连接到电源和检测仪器上。
-通过改变电桥两侧的电位差，可以测量到电桥的平衡电压，从而推断应变。
2.电流式电桥接桥方法：-将应变片安装在待测材料上，保持与材料的接触良好。
应变片会产生应变，从而影响电桥电路中的电流。
-将电桥设置为电流驱动模式，即通过变送器发送一个恒定的电流信号到电桥电路。
-电桥电路中的四个分支电阻包括应变片阻值（R1）、参考阻值（R2）、已知阻值（R3）和待测阻值（R4）。
-根据电压检测装置测量电桥中的节点电压，进而推断应变的产生。
以上就是静态电阻应变仪的使用方法以及应变片在电桥中的接桥方法的详细介绍。
希望这些信息对您有所帮助。
静态电阻应变仪使用方法
静态电阻应变仪使用方法步骤一：准备工作1.静态电阻应变仪应放置在干燥、无尘、无振动的环境中。
2.检查仪器的电源是否连接稳定，电源开关是否打开。
3.安装好测量材料，确保与电极接触良好。
步骤二：调零操作1.打开静态电阻应变仪的电源开关，并等待其初始化完成。
2.按下仪器上的“调零”按钮，等待仪器完成调零操作。
在调零过程中，应保持测试材料不受外力干扰。
步骤三：测试操作1.确保测量材料已经与电极接触良好，并没有松动。
2.打开静态电阻应变仪所附带的数据采集软件，并进行相应的配置和校准操作。
3.注册测量数据的基本信息，例如采样频率、采样点数等。
这些参数应根据实际测试需求进行设置。
4.按下“开始测试”按钮，启动数据采集过程。
此时，应保持测试材料不受外力影响，以保证测量的准确性。
步骤四：数据分析与处理1.数据采集完成后，使用数据采集软件将采集到的数据导出。
2.使用数据处理软件，进行数据的滤波与平滑处理，以去除噪声和杂散信号。
3.对数据进行必要的校正和修正，确保得到准确的应变数据。
4.对于多组数据的比较分析，注意使用统计学方法，如均值、方差等。
步骤五：结果展示1.根据需要，将结果制作成曲线图、表格等形式进行展示。
2.分析并解读实验结果，得出相关结论。
3.结果的展示通常需要包括测试数据、误差分析、参数调节等信息。
步骤六：仪器维护1.测试结束后，关闭电源开关，并拔掉电源插头。
2.用干净布擦拭仪器表面，并注意去除杂质和灰尘。
3.对于仪器上的传感器和电极部分，应使用合适的清洁剂进行清洁。
4.定期检查仪器的电源线和连接线是否松动，如有松动应及时进行处理。
以上是静态电阻应变仪的使用方法。
使用者在操作过程中应仔细按照说明书进行操作，并注意仪器的维护与保养工作，以确保仪器的正常运行和测试结果的准确性。
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
实验5静态电阻应变仪的使用与桥路连接
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。
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 ）
电阻应变计的原理及使用PPT课件
半导体应变片
半导体应变片的敏感栅为半导 体，灵敏系数高，用数字欧姆 表就能测出它的电阻变化，可 作为高灵敏度传感器的敏感元 件。
几何尺寸变化引起的电阻变化远小于由材
料电阻率变化引起的电阻变化，前者可忽
略不计，可得
△R R
L E
从而可得半导体应变片灵敏度系数为
KS=πＬE
最突出优点
半导体应变片的最突出优点是灵敏度大，Ｓ 可达60～150，
加工方法有关的常数。
令 Ks (1 2) C(1 2)
而dl/l=ε，这样式成为
△R R
dR R
KS
（若导体截面为宽b厚t的矩形的导体，也可通过类 似推导得出）
Ks取决于以下两个因素：
1）几何尺寸:电阻丝材料本身的机械性能，即由于 金属丝拉伸后,（2+1）项表达的几何尺寸变化; 2）物理性质:电阻丝受力后材料的单位应变系数电 阻变化率，即为d//dL/L项。材料发生变形时,其 自由电子的活动能力和数量均发生了变化的原因. 显然， Ks 愈大，单位纵向应变引起的电阻值相对 变化愈大，说明应变片愈灵敏。
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
用低压（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
电阻应变测量 电容应变测量 电感应变测量
（五）、优点
1 测量精度高,量程大（应变仪上所读出的最 大应变值）,灵敏度高（应变仪上所读出的最 小应变值.一般应变片:1微应变）；标距（任 何类型的应变计都不能测出一点的应变） （箔式应变片:0.2毫米）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
应变电测法和电阻应变仪的使用方法
电阻应变仪是电测实验应力分析中,通过粘贴于结构构件上的应变计测量构件应变的专用仪器。
实验室当前使用的两种型号的电阻应变仪均是自动平衡的数字应变仪，单台应变仪一批次最多可以接入12枚粘贴于构件上的应变计,俗称有12个测量通道。
在材料力学实验中有9项实验分别用到电阻应变仪，它们是弯曲正应力实验；电测法测扭转切变模量G实验；扭弯组合变形主应力测定和内力素分离实验；压杆临界压力测定实验；动应力和冲击应力实验；4项创新实验：两种不同材料组成的胶接叠梁实验，预应力提高结构承载能力实验；构件在内压、弯曲、轴力联合作用下E，μ测定和内力分离实验；双肢压杆实验。
因此要求同学能正确掌握电阻应变仪的接线（组桥）和使用方法，它对高质量完成实验是非常重要的。
使用电阻应变仪进行电测应力分析实验的几点共性的规定
1、实验室所有电测构件上应变计的引线均用不同颜色的导线以区分应变计的贴
片位置和方向，在把它们接到电阻应变仪不同通道（有1，2，3…12共12
个通道）接线排上时，一定要记录该通道所测应变是代表哪一点哪一方向的应变。
2、在进行静态多点应变测量（加一级载荷同时测量2个测点以上的应变）时，
所有测点测量片的两根引线均接到应变仪不同通道接线排上的A,B接线柱上，温度补偿片单独接到应变仪最左边无测点通道号的公共补偿接线柱上。
3、多点应变测量接线时应遵循由上而下，同一高度的两枚应变计则先前而后，
有环轴向应变计的先环向后轴向的原则，分别按顺序接到应变仪的1，2 (12)
通道上。
这样便于在测量过程中及时进行比较及时纠正错误。
4、单点应变测量时，随便接到哪一个通道均可，测量片接A,B桥臂，补偿片接
B,C桥臂。
5、粘贴于不同教学构件上的应变计灵敏系数可能不同，测量前均要对使用的应
变仪进行灵敏系数设定（设定方法见应变仪具体介绍）。
6、所有接上应变计导线的接线柱必须拧紧，测量过程中不允许拉动导线，因是
电阻变化转变成应变的测量，任何松懈的接线和测量中拉动导线都会引起接触电阻的变化，造成应变读数的变动。
应变电测实验过程中的注意事项
（1）所有应变电测的教学试件上均有编号，并用标签标出试样尺寸，材料常数E，μ，应变计的灵敏系数k，以及载荷等有关参数，必需作记
录。
（2）实验数据必需经指导老师审查、签字并连同实验报告一起交回实验室。
（3）实验时不得用手及工具剥开应变计的密封胶。
（4）实验完毕应卸下导线，卸去载荷关闭加载台和应变仪的电源，并使实验现场恢复原状。
YE2538程控应变仪的使用方法
一、YE2538程控应变仪的面板结构如图示。
二、使用方法
1、接线和应变仪的桥路选择
本仪器把应变测量应变电桥的接线分成全桥接线，半桥接线，4/1桥接线三种形式。
前面介绍的静态多点测量的接线法
即为1/4桥接线法，此时，接线柱BB’应用连接片连在一起。
半
桥测量和全桥测量时，连接片应拉出，使B和B’断开。
致。
打开应变仪电源，按一下bR 1（2
或4），1/4桥为bR 1；半桥为bR 4，显示和实际接
法不一致时，可通过数字键改变，最后按确认键确定，相应
的桥路红色指示灯亮。
2、检查应变片电阻值是否相符。
本室使用的应变片电阻值均为R=120Ω，检查仪器设定时按
R 120 即可确认。
当用串连半桥接线进行测量（预
R应修改为240。
3、应变仪灵敏系数的设定
故接
线完成后应检查仪器设定的灵敏系数。
按
值，当与当前所用的应变计K
并按键确认。
特别注意的是该仪器各通道的灵敏系数可分别单独设定，故应对每一使用通道的灵敏系数进行检查。
4、平衡，进入测量状态
平衡即对已接线的测量通道，因测量片和补偿片阻值的微小差别而使显示屏出现的初读数进行调零。
目的是使应变仪的显示值和载荷产生的应变一一对应。
方法是
按一下通道号 C n ，
时，即表示该通道已调零并进入
n=1～n逐个通道进行。
当连续按二次
它容易掩盖其中某些通道在接线中所存在的问题。
5、加载测量
在仪器各测量通道均已进入测量待机状态后即可加载测度应变。
逐一按数字键1～12，即分别显示在该载荷下各测量点的应变值。
注意应变有正负之分，每个字代表1με（1个微应变）
＝10－6，为无名数。
分别加至规定的载荷值，记下各级载荷下测点的应变。
对等增量加载的实验加载完毕后，应检查应变是否按等增量线性变化，否则应进行第二次重复加载测量，直到符合要求方可结束实验。
6、测量通道不能平衡的故障及排除方法
A,B接线柱上未拧紧，二根导线在A,B柱上短接。
拧紧接线柱，把交叉短接的导线分开。
（2）连接片未按电桥接线及应变仪桥路选择的方法，连于B，B’接线柱上或该拉出而未使BB’断开。
按桥路接线形式处
理。
（3）公用补偿片相对该测点应变片阻值相差太大，更换补偿片再试。
（4）测量片断线及仪器故障报请指导老师处理。
YJ－4501A数字应变仪的使用方法
一、YJ－4501A数字应变仪的面板结构见下图
二、使用方法
1、测点应变计的接线和桥路选择。
该仪器电桥接线只区分全桥和半桥接线两种。
静态多点应变测量共用一片补偿片接法如上图，和单点半桥测量（在同一通道的A,B接测量
片，B,C
AB，BC，CD，DA各接线柱
注意：单点半桥测量和全桥测量时，左边公共补偿接线柱上的补偿片应拆除。
2、仪器灵敏系数设定。
01数字键，显示屏左下框显示01通道，
接着按K显示框显示前次测量设定的灵敏系数，如和本次测量应
3、平衡、进入测量状态
（1）手动平衡。
（数字键01，02，03…12 或
用上行，退格键逐一改变通道号）——分别置零。
实验同样
要求用手动逐通道进行平衡（置零），以便能发现接线中的问题。
（2）12个通道自动进行置
零。
该仪器对各测量通道进行平衡时如发现该通道显示的不平衡
数字达到10000以上至20000之间，表示测点接线柱未拧紧，开
通道在加载测量中将永远无显示数，必需查明原因重新平衡，如
不慎已置零，则需先关掉应变仪，查明原因后，待会重新开机，
重新平衡。
4、测量——方法同YE－2538应变仪。
5、注意事项
（1）本机校准键不能随意乱动
（2）测量过程中。
如发现重复测量数据前后有变化，或“死机”现象应立即报告指导老师处理。