测试技术与数据处理试验

南京林业大学试验报告2014 ～2015 学年第二学期

报告名称：测试技术与数据处理试验专业：建筑与土木工程

学号：

作者：

任课教师：

二○一五年六月

（一）应变式拉力传感器的制作与静态标定试验报告

一、实验目的

1、初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术

2、熟悉应变式拉力传感器的制作方法

3、学习半桥的接线与静态标定方法

4、学习电阻应变仪操作方法

5、了解信号采样的原理和方法

二、设备和器材

1、电阻应变片、导线、万用表或电桥、砝码、25瓦电烙铁、焊锡、松香、镊子

2、502粘结剂、丙酮、石蜡或清漆、康铜皮、细砂纸、棉纱、塑料薄膜

3、电阻应变仪

三、实验原理

弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。

四、实验步骤

1、测量电阻应变片电阻值, 选择2~4片电阻值非常接近的电阻应变片

2、剪一小块矩形状的康铜皮并弯成弓形;在康铜皮待贴位置用细砂纸打成45交叉纹，用丙酮醮棉纱将贴片位置附近擦洗干净直到棉纱洁白为止。

3、将502粘结剂瓶口打一小细孔。一手捏住应变片引出线，一手拿502粘结剂瓶。将瓶口向下在应变片基底底面上涂抹一层502粘结剂，立即将应变片底面向下平放在试件贴片部位上，并使应变片基准对准康铜皮纵轴线方向。将一小片塑料薄膜盖在应变片上，用手指按应变片挤出多余粘结剂(按住时不要使应变片移动) 手指保持不动1分钟后再放开,轻轻掀开薄膜，检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，否则需重贴。

4、用万用表检查应变片是否通路，否则需重贴或补焊。

5、按半桥电路原理用电烙铁焊接有关焊点，检查应变片公线与康铜皮之间的绝缘电阻，应在兆欧量级。

6、用石蜡或清漆复盖应变片区域作防湿层(本实验免去这一步骤)

7、分别半桥电路将传威器与电阻应变仪相连

8、检查无误后, 开启电阻应变仪, 预热15~30分钟后，调节传感器受力砝码和电阻应变仪灵敏度, 使传感器最大受力时, 电阻应变仪输出电压在4V左右。

9、对自制的拉力传感器进行标定；从零开始，每加载一次砝码，记录一次读数；加到最大值后，每卸载一次砝码，也记录一次读数，直到卸载为零，此时读数一般不能返回到零。

10、用线性回归对标定数据进行拟合，求出回归公式、标准差、相关系数、非线性度、回程误差。

五、试验数据记录及数据处理

1、数据记录

2、数据处理

0100200300400500600700800-5000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

15161718192021222324

1.58

1.6

1.62

1.64

1.66

1.68

1.7

3、试验数据处理代码

x=[2.451 2.442 2.444 2.445 2.448 2.465];k6=1.82;X=mean(x)

S=std(x)

abs((2.465-X)/S)-k6

xx=[0 200 400 600 800 600 400 200 0];

yy=[0 932 1770 2480 3090 2460 1758 923 0.916];

polytool(xx,yy,1)

polyfit(xx,yy,1)

aa=91.1165;bb=3.9356;

YY=aa+bb.*xx

YY =1.0e+003 *

SM =6.4059e+004

SS=sqrt(SM/(11-2))

corrcoef(xx,yy)

a=[14.8 17.0 18.8 20.5 21.8 23.8];

b=[1.59 1.63 1.67 1.69 1.68 1.62];

polytool(a,b,3)

六、注意事项 1、拉力传感器要轻拿轻放，尤其对于用合金铝材料作为弹性体的小容量传感器，任何振动造成的冲击或者跌落，都很有可能造成很大的输出误差。

2、设计加载装置及安装时应保证加载力的作用线与拉力传感器受力轴线重合，使倾斜负荷和偏心负荷的影响减至最小。

3、在水平调整方面。如果使用的是单只拉力传感器的话，其底座的安装平面要使用水平仪调整直到水平;如果是多个传感器同时测量的情况，那么它们底座的安装面要尽量保持在一个水平面上，这样做的目的主要是为了保证每个传感器所承受的力量基本一致。

4、按照其说明中拉力传感器的量程选定来确定所用传感器的额定载荷。

5、传感器的底座安装面应尽可能的平整和清洁，没有任何油污或者胶膜等存在。安装底座本身应具备足够的强度和刚性，通常要求高于传感器本身的强度和刚度。

6、传感器外壳、保护盖板、引线接头均经密封处理，用户不准打开。

7、为防止化学腐蚀.安装时宜用凡士林涂抹拉力传感器外表面。应避免阳光直晒和环境温度剧变的场台使用。

8、防止大电流直接窜过传感器本体而损坏传感器禁止在传感器安装后进行电焊作业，在万不得已时应

9、说明中的拉力传感器量程选定来确定所用传感器的额定载荷，拉力传感器虽然本身具备一定的过载能力，但在安装和使用过程中应尽量避免此种情况。有时短时间的超载，也可能会造成传感器永久损坏。

（二）变时基锤击法模态测试（实验）

一、目的

1、学习变时基信号采样的原理和应用方法。

2、学会用变时基锤击法进行简支梁模态测试与分析的实验方法。

二、仪器安装示意图

三、模态分析方法的意义和应用领域

模态分析方法是把复杂的实际结构简化成模态模型来进行系统的参数识别，从而简化了系统的数学运算。通过实验测得实际响应来寻示相应的模型或调整预想的模型参数，使其成为实际结构的最隹描述。

主要应用有：