电阻应变片连应变仪
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。
应变测试原理
应力应变测试原理电阻应变测量方法是将应变转换成电信号进行测量的方法，简称电测法。
电测法的基本原理是：将电阻应变片（简称应变片）粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形，应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变测量仪器（简称电阻应变仪），可测量出应变片中电阻值的变化，并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。
其工作过程如下所示：应变——电阻变化——电压（或电流）变化——放大——记录——数据处理电测法具有灵敏度高的特点，应变片重量轻、体积小且可在高（低）温、高压等特殊环境下使用，测量过程中的输出量为电信号，便于实现自动化和数字化，并能进行远距离测量及无线遥测。
(R=ρL/A)在使用应变片测量应变时，必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。
为此，一般是把应变片接入某种电路，让其电阻值的变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号，然后，只要对这个电信号进行相应的处理就行了。
常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥，它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。
它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。
在此，仅以直流电压电桥为例加以说明。
一、电桥的输出电压电阻应变仪中的电桥线路如图A -4所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。
可取1R 为应变片、1R 和2R 为应变片或1R ～4R 均为应变片等几种形式。
A 、C 和B 、D 分别为电桥的输入端和输出端。
根据电工学原理，可导出当输入端加有电压I U 时，电桥的输出电压为()()I43214231O U R R R R R R R R U ++-=当0O =U 时，电桥处于平衡状态。
因此，电桥的平衡条件为4231R R R R =。
当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆≈44332211I O 4R R R R R R R R U U 由此可见，应变电桥有一个重要的性质：应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。
应变测试技术——电阻应变片ppt课件
三相电表电费计算公式
三相电表电费计算公式：
单价（元）=电费总额÷总用电量；
电费总额（元）=总用电量（度）×单价（元）；
峰谷费用（元）=峰电量（度）×峰单价（元）+谷电量（度）×谷单价（元）；
总电费（元）=峰谷费用（元）+月度服务费（元）+附加费（元）+电
调节服务费（元）+电度损耗费（元）；
电度损耗费（元）=实际用电量（度）×电度损耗率（%）×单价（元）。
第5章应变仪
R1 ( R1 R2 )
(b)
U DB ( R R2 ) R1 其中， R1 1 R1 E 。 2
p.3
理论力学
理论力学
一、直流电桥
U DB U DB R R3 同理， 2、 R2 R3
（5-5）
由于 R3 R4 ， 于是
R1 R2 C1 C 2
（5-6）
图5-2 交流电桥
可见，要使交流电桥平衡，需同时满足电阻平衡和电容 平衡两个条件。
p.6
理论力学
理论力学
三、温度效应的补偿
任何导电材料都有电阻温度效应，即其电阻会随环境温度改变而 变化，应变片丝栅材料也不例外。这种由温度改变引起的电阻变化与 由变形引起的电阻变化叠加，将引起测量误差。 通常温度补偿有三种方式 （1）半桥单片补偿法（半桥外补） ：将一个专用温度补偿片和一个工 作应变片分别接入AB、BC桥臂，联接成半桥的补偿方法。设温度引起 电阻改变而产生的应变值为 ε t ，由式（5-4）可得
而 故
U AB U A U B ,
U DB U D U B U AB U AD [ R1 /( R1 R2 ) R4 /( R4 R3 )]E
R1 R3 R2 R4 ，电桥平衡。若各电阻分别有增量 当 U DB 0 时， R1 、 R3 和 R4 时，输出端有不平衡桥压 U DB 输出。 R2 、
图5-4 载波放大式静态电阻应变仪
p.10
理论力学
理论力学
（1）测量电桥 它的功能与直流放大式电阻应变仪相同，电桥输入端的桥压为振荡器 提供的正弦式载波电压。测量电桥包括电阻、电容平衡电路。 （2）读数电桥 要求精度较高的仪器（例如YJ－5型静态应变仪）都设有读数电桥， 它的四个桥臂由高精度的可调电阻器构成，且与测量电桥用同一载波振荡 器供电。读数电桥与测量电桥在输出端是串联的。 当测量电桥因感 受应变而输出一个等幅电压时，指示器指针偏移，调整读数桥桥臂电阻值， 使之输出一个与测量电桥输出电压等幅、相位相反的电压，这两个电压的 迭加结果，使输入放大器的电压为零，指示器的指针又重新指零。读数桥 上各可调电阻的电阻变化换算成相应的应变值。因此，在仪器的刻度盘上 可直接读出应变值。 （3）交流放大器 交流放大器的作用是将测量电桥输出的微弱电压信号放大。 （4）相敏检波器 由于应变仪采用了交流供压载波放大的型式，由放大器输出的信号 是由被测应变信号对载波进行调幅后的调制信号，这个信号虽含有被测信 号的特征，但还不是被测信号的原型，不能分辨应变的性质是正应变还是 负应变。相敏检波器的功能就是使通过相敏检波的调制信号恢复原正负应 变的性质。
2 电阻应变片
2.3 电阻应变片的选用
一、电阻应变片的常用特性 1.应变片的几何尺寸参数 1）基长：l = 5~40mm 2）基宽：b=3~12mm 原则：为↓C，宜用l大、b小的应变片 2.电阻值：R=50~200Ώ，我国一般取120 Ώ 3.灵敏系数：1）动态应变仪多按K=2设计 2）静态应变仪设有K调节装置。 允许使用k=1.95~2.65 4.许用电流：i工作＜i许
测点较少而导线不超过测点较少而导线不超过10m10m的静态测量中可的静态测量中可用一般聚氯乙烯多芯多股导线用一般聚氯乙烯多芯多股导线测点较多而导线在测点较多而导线在10100m10100m之间或离电磁干之间或离电磁干扰源较近时采用多芯多股金属屏蔽线扰源较近时采用多芯多股金属屏蔽线在大于在大于100m100m或长期工作而且要求在防水或长期工作而且要求在防水耐油抗冲压等条件下测量时应选用橡胶金耐油抗冲压等条件下测量时应选用橡胶金属屏蔽导线属屏蔽导线高于高于100100的高温试验应考虑选用硅橡胶电缆的高温试验应考虑选用硅橡胶电缆聚四氟乙烯导线或玻璃纤维导线等聚四氟乙烯导线或玻璃纤维导线等242242应变片的防护应变片的防护目的
5.粘贴质量检查 1）外观上：检查粘贴位置是否正确，粘 合层是否有气泡、漏粘、破损等。 2）测量 • 应变片敏感栅是否有断路或短路现象 • 测量敏感栅的绝缘电阻。
6.引线焊接与组桥连线 1）引出导线 • 引线应适当加以固定 防止引线拉断 • 引线的选择 2）组桥连线 • 应变片之间通过粗细合适的漆包线连接 组成桥路 • 连接长度应尽量一致，且不宜过多 • 焊接：采用锡焊，焊剂多用松香，电烙 铁通常用40~60W。焊接时迅速、准确， 焊完用丙酮、酒精将焊剂清洗干净
应变仪-应变测试,应变检测原理
应力应变仪一、什么是应变当材料在外力作用下不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变二、什么是应力物体由外因（受力、湿度、温度场变化等）而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。
在所考察的截面某一点单位面积上内力称为应力。
用来测试应力应变的仪器就是应变仪（应力应变仪）三、应变仪-应力应变测试原理（贴片测应力应变）简而言之：就是在被测物体上贴上应变片，其中应变片可将构件的应变变化转换成电阻变化，应变仪就是将电阻变化转换成电压（或电流）变化，再进行放大，然后转换成应变数值四、应变仪分类目前应变仪可分为电阻应变仪，静态应变仪、静动态应变仪、动态应变仪1、电阻应变仪电阻应变仪也叫做应变仪2、静态应变仪主要用于静态应变或静力实验中有关力学量的测量ASM2-10-20-30静态应变仪特点：1、量程：0～±99999με2、应变分辨率：0.1με3、时漂：0.3με/4h4、非线性：0.01%5、采样频率：10Hz6、应变测量误差：≤ 0.01%×测量值±0.2με7、内置打印机，可任意打印各通道的通道号、应变值及当前时刻8、可接1/4 桥,所有通道共用一个补偿片9、人性化机箱，键盘及显示器与仪器底面成120°10、每个通道,手动软件清零，无需预调平衡箱11、交直两用、便携（直流时须配蓄电池）12、大液晶6位数字显示13、可直接连接PC机（不能与打印机同时工作。
可选配相关应变、应力测试记录软件）14、可存储400条测试记录15、针对各种应变片，可灵活设置其灵敏度系数16、适于各种材质，泊松比可设置17、长寿命触摸按键18、内置万年历及时钟，掉电保护19、适用应变片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%20、调零平衡范围：80%×应变测量范围21、仪表使用温度：-20℃～+60℃，相对湿度：(10～85)%RH22、仪表存储温度：-40℃～+80℃，相对湿度：(10～85)%RH23、外形尺寸(长×宽×高)：407×245×145 （mm3）3、静动态应变仪除了可测静态应变外，还可测量较低频的动态应变，可自动测量、显示、记录多点应力、应变变化ASMD-1型32路静动态应变仪（应变同步采集系统）具体特点如下：1、内置4个应变板卡，每个板卡上集成8路高速、高精度、并行、同步应变测试单元，整机相当于32台高速动态应变仪集成在一块主板上2、32路应变同步误差<0.1μs3、每个应变测试单元包括：调理放大、滤波、数模转换、数据处理、通讯4、RS485接口：波特率最高可达115200bit/s，巡检速度：25圈/s(32路)5、USB接口：最高巡检速度：1000圈/s(32路) 、1200圈/s(24路)、2400圈/s(16路) 、4800圈/s(8路)6、应变采样巡检速度可设置：4800圈/s、2400圈/s、1200圈/s、600圈/s、300圈/s、100圈/s、50圈/s、10圈/s7、可接全桥、半桥、单臂，具有5种应变计算方法，多种接桥方式可同时工作8、可多个采集箱级联使用，增加通道数; 可外部连接同步按钮9、每路通道量程：0～±99999με10、每路通道测差静态基本误差：±0.1με 、动态基本误差最大：±0.5με11、每路通道应变分辨率：0.1με12、含一套动、静态应力应变测试软件，，可记录并回放各通道的应力应变数值及曲线。
电阻应变片在电桥中的接法跟静态应变测量
由电测原理知电阻应变仪输出总应变与各桥臂应变片所感受 的应变有如下关系： r 1 2 3 4 等强度梁贴片编号如图1。
Ｒ1,2 Ｒ0
Ｒ3,4
图1 布片图 对于半桥接法：如应变片R1（正面受拉应变）与温度补偿片 R0接成半桥，另外半桥为应变仪内部固定电阻R，如图2（a）, 则应变仪输出应变为： r 1 2 = 1 p T T 1 p
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
3.组成某种桥路后对应变仪进行预调平衡。 4.加载。加载是在梁的自由端挂砝码实现，共分三级， 每加一级后从应变仪上读出应变数据并记录在表1中。 5.结束实验。实验完毕，卸掉砝码，关闭应变仪电源， 将连接导线拆下，等强度梁妥善保存。 注意：变换电桥接法时，应将应变仪开关置于短路，焊 接下方导线最好将梁卸下后进行，否则会损坏应变片。
五、实验报告要求
1.按表1记录、处理实验数据，其结果与应变仪理论值加 以比较。
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
2.计算△p=5N时，等强度梁理论应变值与实验值进行比较。
3.讨论应变片各种接桥方法，比较其优缺点。
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
一、实验目的
1．学习电阻应变片半桥、全桥接法。
2．掌握在静载荷下使用静态电阻应变仪的单点及多点应
变测量方法。
二、实验仪器、装置及器材
1．静态电阻应变仪。
2．贴好应变片的等强度悬臂梁装置、补偿块。 3．电烙铁、小螺丝刀、连接导线等。
r 1 2
电阻应变片在电桥中ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接法和静态应变测量
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
第3-1章 电阻应变片(电阻应变测量技术)
L=150mm,室温、单向受力状态， 应变片丝栅方向与最大主应变方 向一致，采用砝码在梁一端施加
梁高 h=5mm
作 用 力 P=0.1KN ， 测 得 挠 度 为
P
1.5mm，实测量得电阻由120Ω
变为120.12Ω，求得应变片的实 梁长
际灵敏度K。
L=150mm
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§3-1 电阻应变片
4 应变片的参数和工作特性
（7）应变极限：应变片最大应变测量值。
一般规定：应变片显示的值与机械应变的相对误差达到 规定标准（一般10%）时的机械应变即为应变极限。此时， 认为应变片失去了工作能力。
（8）绝缘电阻：敏感栅及引线与被测试件之间的
电阻值。
应变片粘结层固化程度和是否受潮的标志。一般 >2M 欧，高精度测试>50M欧。
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§3-1 电阻应变片
5 应变片的选用与应变片粘结工艺
(2)应变片粘结工艺：
1 应变片检查:外观检查、电阻值检查 2 表面处理:刮刀除锈、砂布打磨、脱脂棉擦洗、吹风 机烘干 3 贴片与固化:画线、涂胶、用玻璃纸压、调整、补胶 4 粘贴质量检查:外观检查、电阻值检查、绝缘电阻检 查、连接电阻应变仪检查 5 连接导线:导线固定、导线焊接 6 防潮处理:凡士林、石蜡等
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§3-1 电阻应变片
3 分类
（3）应变花: 在一个基底上有几个按一定角度排列的
敏感栅的应变片。
测量主应力方向未知条件下平面应力状态。 自补偿应变片：用于高低温和温差大的条件
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§3-1 电阻应变片
4 应变片的参数和工作特性
第四章 电阻应变测量技术
图1 条状半导体应变片
图2 体型半导体应变片
图3 薄膜型和扩散型半导体应变片
半导体应变片优点 （1）灵敏系数大，比一般应变片大几十倍，能 处理微小信号，可以省掉放大器，使应变测量 系统简化； （2）横向效应几乎为零； （3）机械滞后和体积小； （4）频率响应高，频带宽。 缺点 电阻值和灵敏系数热稳定性差。
（5）
定时，它只是 µ 的函数。
k 0 为金属材料对应变的敏感系数，当材料确
式（5）说明，电阻的变化与应变是成正比的。
二、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：
敏感栅：用合金丝或合金箔制成的栅。 作用：将ε ⇒ ∆R R 栅长L：指两端圆弧内侧或两端横栅内侧之间的 距离，一般为0.2~100mm。 栅宽B：敏感栅外侧之间的距离。 应变片轴线：敏感栅纵栅的中心线。
第四章 电阻应变测量技术
4.1 概述 4.2 电阻应变片 4.3 应变测量电路 4.4 应变应力测量 4.5 应变仪
4.1 概述
1、电阻应变测量的基本原理 用电阻应变片作为传感元件，将应变片粘贴或安 置在构件表面，随着构件的变形，应变片敏感栅 也相应变形，将被测对象表面指定点的应变转换 成电阻变化。电阻应变仪将电阻变化转换成电压 （或电流）信号，经放大器放大后由指示仪表显 示或记录仪记录，也可以输出到计算机进行数据 处理，并显示或打印出来。
60 Ω 、 Ω 、 120 200 Ω 、 350 Ω 、 1000 Ω 等系列，最常用的是 R = 120Ω
出厂时，厂家给出每包应变片电阻的平均值，单 个阻值与平均阻值的最大偏差。
（二）灵敏系数（K） 在单向应力作用下，应变片的电阻相对变化∆R R 与试件表面沿应变片轴线方向的应变 ε 之比值， 称为应变片的灵敏系数，即：
【精品】电阻应变片粘贴技术
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。
电阻应变片粘贴实验报告
实验报告（三）电阻应变片的粘贴实验目的:1、初步掌握电阻应变片的粘贴技术；2、初步掌握焊线和检查。
实验设备和器材:1、电阻应变片2、试件3、砂布4、丙酮（或酒精）等清洗器材5、502粘接剂6、测量导线7、电烙铁电阻应变片的工作原理:1、电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。
2、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）。
实验步骤:1、定出试件被测位置，画出贴片定位线。
2、在贴片处用细砂布按45°方向交叉打磨。
3、然后用浸有丙酮（或酒精）的棉球将打磨处擦洗干净（钢试件用丙酮棉球，铝试件用酒精棉球）直至棉球洁白为止。
4、一手拿住应变片引线，一手拿502胶，在应变片基底底面涂上502胶（挤上一滴502胶即可）。
5、立即将应变片底面向下放在试件被测位置上，并使应变片基准对准定位线。
将一小片薄膜盖在应变片上，用手指柔和滚压挤出多余的胶，然后手指静压一分钟，使应变片和试件完全粘合后再放开。
从应变片无引线的一端向有引线的一端揭掉薄膜。
6、在紧连应变片的下部贴上绝缘胶布，胶布下面用胶水粘接一片连接片（焊片）。
7、将应变片的引线和连接应变仪的导线相连并焊接在连接片上，以便固定。
用绝缘胶布将导线固定在梁上。
实验心得体会（必须写，不少于300字）经过今天的这次试验我知道了电阻应变片是根据电阻应变效应作成的传感器。
在发生机械变形时，电阻应变片的电阻会发生变化。
使用时，用粘合剂将应变计贴在被测试件表面上，试件变形时，应变计的敏感栅与试件一同变形，使其电阻发生变化，在有测量电路将电阻变化转化为电压或电流的变化。
应变片式传感器的基本构成通常分为两部分：弹性敏感元件和应变计。
弹性敏感元件在被测物理量的作用下，产生一个与它成正比的应变，然后用应变计作为转换元件将应变转换为电阻变化。
实验1 电阻应变片的粘贴及防潮技术
试验一电阻应变片的粘贴及防潮技术一、实验目的：1.掌握电阻应变片的选用原则和方法；2.学习常温用电阻应变片的粘贴方法及过程；3.学会防潮层的制作；4.认识并理解粘贴过程中涉及到的各种技术及要求对应变测试工作的影响。
二、实验内容：在模拟试件上粘贴应变片。
三、实验仪表和器材：1.模拟试件（小钢板）；2.常温用电阻应变片；3.数字万用表；4.兆欧表；5.粘合剂：T-1型502胶，CH31双管胶（环氧树脂）或硅橡胶；6.丙酮浸泡的棉球；7.镊子、划针、砂纸、锉刀、刮刀、塑料薄膜、胶带纸、电烙铁、焊锡、焊锡膏等小工具；8.接线柱、短引线。
四、用电阻应变片测量应变的基本原理：用电阻应变片测量应变时，要将应变片粘贴到试件上，当试件发生变形，应变片就会跟随一起变形，这时应变片中的电阻丝就会因其机械变形而导致电阻丝的电阻发生变化，电阻的变化也就反应了结构的变形情况，这就是用电阻应变片测量应变的基本原理。
五、用电阻应变片测量应变的基本原则：从电阻应变片测量应变的基本原理中可以看出，首先要保证应变片与被测物体共同产生变形，其次，要保证电阻应变片本身的电阻值的稳定，才能得到准确的应变测量结果，这是应变片粘贴的基本原则。
因此应变片本身的质量和粘贴质量的好坏对测量结果影响很大，应变片必须牢固地粘贴在试件的被测测点上，因此对粘贴的技术要求十分严格。
为保证粘贴质量和测量正确，要求如下：1. 认真检查、分选电阻应变片，保证应变片的质量；2. 测点基底平整、清洁、干燥，使应变片能够牢固地粘贴到试件上，不脱落，不翘曲，不含气泡；3. 粘结剂的电绝缘性好、化学性质稳定，工艺性能良好，并且蠕变小，粘贴强度高，温、湿度影响小，确保粘贴质量，并使应变片与试件绝缘，且不发生蠕变，保证电阻应变片电阻值的稳定；4. 粘贴的方向和位置必须准确无误，因为试件上不同位置、不同方向的应变是不同的，应变片必须粘贴到要测试的应变测点上，也必须是要测试的应变方向。
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。
传感器原理— 电阻应变式传感器
三、应变式电阻传感器的测量电路 • 1．电源接入方式 • 惠斯登电桥电路按照所提供电源的不同分 为直流电桥和交流电桥两种形式，其接入 方式如图所示。
电源接入方式
• 2．应变片接入方式
图： 应变片的三种接入方式
图： 应变式电阻传感器的实际电路
(一)电桥的主要特性
当R >> ∆R时
U i ∆R1 ∆R2 ∆R3 ∆R4 U0 = − − + 4 R R R R
• 1．力敏感元件 • 力弹性敏感元件大都采用等截面柱式、等 截面薄板、悬臂梁及轴状等结构。图所示 为几种常见的力敏感元件。
图 几种常见的力敏感元件
• 2．压力敏感元件 • 常见的压力弹性敏感元件有弹簧管、波纹 管、膜盒、薄壁半球和薄壁圆管等。压力 敏感元件可以把液体或气体产生的压力转 换为位移量输出。下图所示为几种常见的 压力弹性敏感元件。
2、压力 、 压力测量演示
案例：冲床生产记数 案例： 和生产过程监测
案例：冲床生产记数 案例： 和生产过程监测
案例： 案例：机器人握力测量
小型压阻式固态压力传感器 低压进气口 高压进气口
绝对压力传感器
小型压阻式固态压力传感器 p1进气管 固态压力传 感器
p2进气管 呼吸、 呼吸、透析和注射泵设备中用的压力传感器
电阻应变式传感器
电阻应变式传感器是一种电阻传感器，
片
弹性敏感元件、 它主要由①弹性敏感元件、②电阻应变 组成。 ③测量转换电路组成。
利用电阻应变式传感器可以测量力、位移
等参数。 、形变、加速度等参数。 形变、
图2-3 电子秤中的应变式电阻传感器
一、弹性敏感元件
• 弹性敏感元件是一种在力的作用下产生变 形，当力消失后能恢复成原来状态的元件， 是电阻式传感器的敏感元件。它通过与被 测物件接触，能直接感受到被测的量的变 化。因而在传感器中占有非常重要的地位， 其质量的优劣直接影响应变式电阻传感器 的性能和测量精度。
应变仪原理
应变电测简述应变电测基本原理用电阻应变片测量应变的大致过程如下：将作为检测元件的电阻应变片粘贴或安装在被测试的构件表面上，然后接入测量线路(电桥)，随着构件受力变形，应变片的敏感栅也获得相应的变形，从而使其电阻发生变化.此电阻变化与构件表面的应变成比例，测量线路产生的输出信号经放大线路放大后,由指示仪表或记录仪器指示或记录。
这样把力学参数如压力、载荷、位移、应力等转换成与之成比例的电学参数。
用灵敏的惠斯顿电桥测出电阻值的变化△R/R,就可换算出相应的应变量,若用被测物理量来刻度，就可直读出非电量,完成了非电量电测.应变片主要工作特性应变片电阻（R)：应变片在未经安装也不受外力的情况下，室温所测定的电阻值。
应变片电阻值的选定主要根据测量对象和测量仪器的要求，在允许通过同样工作电流的情况下，选用较大的应变片电阻就可以提高应变片的工作电压，以达到较高的测量灵敏度。
推荐的应变片电阻系列为60、120、200、350、500、1000欧，由于电阻应变仪和其他常用应变测量仪器测量电桥的桥电阻习惯上按120欧设计，故120欧的应变片为最常用。
灵敏系数（K ）：在应变片轴线方向的单向应力作用下，应变片电阻的相对变化与安装应变片的试件表面上轴向应变的比值，即R R L k R R Lε∆∆∆== 式中，L L ε=∆ 为试件表面上应变片安装区的轴向应变，是很微小的值，一般用με或m m μ(长度相对变化10-6）表示；R R ∆为由ε所引起的应变片电阻的相对变化。
机械滞后(j Z )：应变片安装在被测构件上之后，在温度恒定时，应变片的指示应变与构件表面的机械应变之间为一确定关系，不论加载或卸载过程都应当如此.然而试验表明，对于同一机械应变量,应变片的指示应变有一个差值j ε∆，此差值即为机械滞后。
机械滞后的产生，主要是敏感栅、基底和粘接剂在承受机械应变之后留下的残余应变所致。
制造或安装应变片时，如果敏感栅受到不适当的变形,或粘接剂固化不充分，都会使机械滞后增加。
电阻应变计的原理及使用ppt课件优选全文
应变花
基底材料分：
纸基应变计 胶基应变计 金属基（高温应变片类型之一） 临时基底（高温应变片类型之一）
Hale Waihona Puke 安装方式：粘贴式， 焊接式， 喷涂式， 埋入式
电阻值：
市售金属电阻应变片的电阻值已趋于标准化， 主要规格有60Ω、120Ω、350Ω、600Ω和 1000Ω等，其中120Ω用得最多。
2.3 应变片的工作特性
（一）电阻丝的应变效应
定 义：
（W.Thomas）金属丝（大部分）受到 拉伸（或缩短）时，电阻值会增大（或 减小），这种电阻值随变形发生变化的 物理现象------电阻应变效应
规律
：在一定的变形范围内电阻值的相对变化（电阻变
化率）与其长度的相对变化（应变）之间保持线性
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，
场,核辐射等。 5 自动化程度高,可以实现遥控测量
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。
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。
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静态电阻应变仪操作及应变片组桥实验
1 实验目的
⑴掌握静态电阻应变仪的使用方法；
⑵了解电测应力原理，掌握直流测量电桥的加减特性；
⑶分析应变片组桥与梁受力变形的关系，加深对等强度梁概念的理解。
2 设备仪器
⑴50KN 电子万能试验机一台； ⑵静态电阻应变仪一台； ⑶等强度测试梁一套。
3 实验原理
图2－１ 实验装置图
实验装置如图2－1，梁的厚h=11.65mm 、宽b （X ）=X/9 ， 在X=200mm 和X=300mm 处梁的上下表面沿对称轴方向粘贴了四片电阻应变片Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4。
电阻片阻值：120Ω ，灵敏度系数：2.12，电阻片长：5mm 。
由这四个电阻片在静态电阻应变仪上接成不同的测量桥路进行测量可以熟练掌握应变仪的使用。
实验中，要明确电阻应变片和静态电阻应变仪的测量原理： ⑴电阻应变片测量原理
目前常用的箔式电阻应变片是用0.003~0.01mm 高阻抗镍铜箔材经化学腐蚀等工序制成电阻箔栅，然后焊接引出线，涂上绝缘胶粘固到塑料基膜上。
使用时，只须把基膜面用特制胶水
牢固粘贴到构件的测点处。
这样当构件受力变形时电阻应变片亦随之变形，则电阻应变片的电阻值将发生改变。
其特性关系为：
ΔR/R 0∕ΔL/L 0=K
即是说，应变片电阻的改变率与长度的改变率的比为一常数K ，而长度的改变率ΔL/L 0=ε。
常数K 也称电阻应变片的灵敏系数，电阻应变片作为产品出厂时会给出K 、R 0、L 0 。
因此，只要有专门的电子仪器能测出应变片的电阻改变率ΔR/R 0，即可完成应力测量σ=E ε 这种专门的电子仪器已广泛应用，就是静态电阻应变仪。
⑵静态电阻应变仪测量原理
静态电阻应变仪是依据惠斯顿电桥原理进行测量的。
惠斯顿电桥如图2－2所示：
图2—2 惠斯顿电桥
若在节点A 、C 之间给一直流电压V AC ，则B 、D 之间有电压输出V BD ，且V BD =（R 1R 3-R 2R 4）V AC /（R 1+R 2）（R 3+R 4），当R 1R 3=R 2R 4时，称电桥满足平衡条件，此时V BD =0，且由该电桥特性知当 R 1=R 2=R 3=R 4=R 时，电桥为全等臂电桥。
dV BD =
4A C V （ΔR 1/R-ΔR 2/R+ΔR 3/R-ΔR 4/R ）
由于电阻应变片有ΔR/R=K ε，上式可写成：
dV BD =K
4
A C V （ε1-ε2+ε3-ε4）
即是说电桥输出电压与四个桥臂上电阻应变片所产生应变的代数和成正比。
即
4 dV BD /K V AB =（ε1-ε2+ε3-ε4）
令4 dV BD /K V AB =ε 则ε=（ε1-ε2+ε3-ε4）。
这便是静态电阻应变仪测量原理。
同时，也表明了测量电桥的加减特性。
利用电桥的加减特性可以根据不同的测量需求实现单臂、半桥、全桥等测量。
要记住的是静态电阻应变仪
B D
A
的显示值是微应变（με），ε=106με。
4 实验步骤：
（一） 单臂测量
⑴把等强度测试梁上四个电阻应变片Ｄ1Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4分别接入静态电阻应变仪的四路电桥的A B 两点；四路电桥的B 点短接连通，即可用一个电阻应变片进行温度补偿。
把它接入一路电桥的B 、C 两点，形成公共补偿、实现多点测量。
每个电桥的R 3、R 4两个桥臂电阻在应变仪内已接好，四路电桥各自形成一个测量回路。
打开某路电桥，静态电阻应变仪显示窗即显示该路电桥所测的微应变值。
温度补偿用电阻应变片是粘贴在与被测构件相同的材料块上，不受载、置于测试点附近的电阻应变片。
其作用是补偿测试点环境温度变化对测量结果造成的误差，测量桥路如图2－3。
此时，应变仪测量方式选择键应选“半桥测量”。
图2－３ 测量桥路
⑵开启电子万能试验机，按等量加载程序对试验梁加载。
当F=0时，将静态电阻应变仪上四路电桥的输出值调为0。
然后，当F 依次每增加500N 时，分别记录各路电桥测出的微应变值，直至加载程序结束。
附：实验数据记录表（表2-1）
A 1
A 2
A 3
A 4
B
C
测量片
（二）半桥测量
⑴在静态电阻应变仪某个测量电桥的A、B、C接点上按图2-4方法接入Ｄ1Ｄ2；Ｄ1Ｄ3；Ｄ1Ｄ4两个电阻应变片所进行的应变测量，称半桥测量。
由电桥特性知：半桥测量可放大或抵消应变输出值。
A
B
C
D
A
B
C
D
A
B
C
D
图2-4
⑵开启电子万能试验机，按等量加载程序对试验梁加载。
当F=0时，将静态电阻应变仪上所接电桥的输出值调为0。
然后，当F依次每增加500N时，分别记录各电桥测出的微应
变值于表2—2，直至加载程序结束。
附：实验数据记录表（表2-2）
（三）全桥测量
⑴在静态电阻应变仪某个测量电桥的A、B、C、D接点上按图2－5方法接入Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4四个电阻应变片所进行的应变测量，称全桥测量。
此时，静态电阻应变仪上测量方式选择键应取“全桥测量”。
全桥测量可进一步放大或抵消应变输出值。
A
B
C
D
图2－５
⑵开启电子万能试验机，按等量加载程序对试验梁加载。
当F=0时，将静态电阻应变仪上所接电桥的输出值调为0。
然后，当F 依次每增加500N 时，分别记录该电桥测出的微应变值，直至加载程序结束。
5 实验结果处理
先求理论计算值：根据弯曲理论可知Ｄ1、 Ｄ3、测点受拉； Ｄ2、Ｄ4测点受压，并且为单向应力状态。
其应力大小σ=6FX/bh 2
，又由虎克定律σ=E ε，在E=200Gpa 时，知：ε=6FX/Ebh 2；此为被测点应变的理论计算值。
再求实验测量值：把各次实验数据记录表中F 每增加500N 时ε的增加值求出，应有5个ε的增加值。
然后计算它们的算术平均值ε；此为被测点应变的实验测量值。
理论计算值与实验测量值进行比较，可以验证和分析本次实验的成果，并写出试验报告。
6 思考题：
⑴单臂、半桥、全桥测量各有何特点？如何在实际测量中加以利用？ ⑵被测梁有何特点？试举出工程中的应用实例。