HC-5915动态电阻应变仪说明书
动态应变仪的使用及应变式测力
五、实验步骤及内容
精调： 予热 30分钟后进行下列调节： a）调节校准调零(CAL ZERO) 使正校/负校(CAL+ CAL-)输出相
准值开关置 1000με(100)， 灵敏度选择(SENS.SELECTOR)置2， 灵敏度微调(SENS.)置大约 5/6 位置， 高频上限(UPPER Hz)置10 KHz， 电源前面板AC/DC开关置DC ， 2V/20V开关置2V， 开启电源,表示1με对应 1mV。 c.将校准值拨到预计的测量值，调节灵敏度选择开关(SENS. SELECTOR)
e、在实际测量中，为了提高被测信号的精度，同时 实现温度补偿，常将应变片组合成半桥、全桥使用， 这时测量值要进行修正，注意应变式传感器不用修正。
5.4 结果的修正：
(1) A1和D1两只应变片组成半桥用于应变测量， 测量结果要被 2 除。
5.4 结果的修正：
(2) 四只应变片同时用做测量片时组成全桥，测量结 果要被 4 除。
实验二 动态应变仪的使用及应变式测力
指导老师 康献民高级实验师
一、目的和要求
掌握动态应变仪的工作原理和使用方法。 掌握电阻应变片在电桥中的接法。 掌握在静载荷下使用应变仪的单点应变测量方法。 学会在动载荷下使用数据采集卡及labVIEW软件
的应变测量分析方法。
二、实验内容
以标准重量进行进行测量。测试应变片传感 器在不同静载重量下应变，分析加载力大小 与应变的关系，要在不同配重下作多次测试 和分析。
电阻应变量测仪器
一、概述
5、仪表的率定
1、概 念： 为了确定仪表的精度或换算关系，定出其误差，需将 仪表示值和标准量进行比较，称为仪表的率定（也称 标定）。
2、率定设备： 用来率定仪表的标准量是经国家计量机构确认、
具有一定精度等级的专用率定设备产生的。率定设备 的精度等级应比被率定的仪器高。 当没有专用率定设 备时，也可用和被率定仪器具有同级精度的“标准” 仪器比较进行率定；还可以用标准试件进行率定。
A、惠斯登电桥： 由4个电阻R1、R2、R3、R4作为4个桥壁组成电路
电桥平衡：若
R1 R3
R2 R4
B
则当对角端A、C输入电压U时，另两对
角端B、D的输出电压UBD=0，此时称为
R1
电桥平衡。
A R3
R2 C UBD
若 R1 R3
R2 R4
则UBD≠0
R4 D
U
二、应力（应变）量测
若R1、R2、R3、R4为贴在试件上的应变片，切初始满足： R1 R3 则当试件产生应变ε引起△R/R变化后，将破坏桥路的 R2 R4
⑦ 、线性范围：保持仪器的输入量和输出量为线性关系 时，输入量的允许变化范围。
⑧ 、频响特性：仪器在不同频率下灵敏度的变化特性。 常以频响特性曲线表示。
一、概述
⑨ 、相移特性：振动参量经传感器转换成电信号或经放 大、记录后在时间上产生的延迟。
由传感器、放大器、记录仪器组成的整套量测系 统，应注意它们之间的阻抗匹配及频率范围的配合等。
试验人员除应理解被测参数的性质和要求外，还应了解 量测仪表的原理、功能和技术指标。
一、概述
1、量测仪表的基本组成：
各种量测仪表其内部结构、量测原理、量测精度等有很 大的差别，但都必须具备三个基本组成部分：
应变电测法和电阻应变仪的使用方法
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。
动态应变仪的使用方法
动态应变放大器的操作方法软件使用说明前面讲述了YD-21和 YF-3型的调节方法，下面以YF-3型应变放大器为例详细讲述信号采集软件Vib'SYS的操作步骤。
7.1 数据采集仪的连接WS-P系列采集仪模拟输入采用标准的BNC接口可连接输出范围在5 V或10 V的模拟电压信号采集仪的所有输入通道的接地端是连接在一起的单端共地选择电压输出端，设定桥压为5V，连接通道一，7.2 启动程序：打开电脑：点击桌面上的图标，进入控制选项界面7.3 高速数据采集信号采集-----输入文件-----设定采集频率----开始通道----放大增益-----采集时间1 直接(手动)数据采集这种采集需要选择采集文件输入采集频率(Hz)采集时间(Sec)采集开始通道采集结束通道和程控增益参数当试验就绪以后按开始采集按钮开始采集采集过程将持续若干秒(采集时间参数) 选择高速数据采集按钮：进入高速采集控制界面：点击出现输入文件名对话框：输入文件名，此时文件扩展名为.AD,例如此时输入名称为YF3-800.点击保存，此时采集数据将会存放到你指定的地址（本例中存放在桌面）。
然后输入采样频率：800HZ，开始通道和结束通道均为1通道，采集放大增益为2。
注意：采样频率的设定一般是在测试之前实现估计被测的频率，在不知道的情况下建议取消值，如果取值过大则容易烧坏AD板，此处实验取800HZ。
增益放大倍数，使显示图形幅值在窗口三分之二以上的区域为最佳，增益取值也不可过大，否则容易溢出，或扩大本底噪音信号使采集失真。
采集时间：单位为秒，采集数据是跟采集频率和采集时间有关的，采集数据数量=采集频率×采集时间。
此处采集时间取100秒，那么采集数据=800×100=80000个数据。
建议采集时间设定不易太小一般在20秒以上否则采集图形不容易显示。
2 峰值触发采集采集的另一种方式就是触发采集，这种采集需要选择采集文件输入采集频率(Hz)每次触发的采集时间(Sec)采集开始通道采集结束通道程控增益触发峰值(电压伏)触发峰值控制通道和是否选择多次触发参数当试验就绪以后按开始触发采集按钮开始等待采集当模拟输入信号的幅值达到或超过触发峰值时开始次采集如果已选择多次触发采集方式那么采集继续等待下次触发采集，选择多次触发采集可应用于连续激励试验数据采集这样可只采集触发后的信号去掉多余的信号采集触发采集还采用了不丢头技术既触发峰值达到或超过触发峰值以后开始采集但同时也保存了触发点以前的一段信号使采集的信号是连续信号是在被测件发出某一指定信号时开始采集，一般是指当采集到的信号峰值达到某一值时开始采集。
动态应变采集系统(DH5923)测量挠度变化
动态应变采集系统（DH5923）测量挠度变化小组成员:指导教师：2013年4月29日一、实验目的：1.掌握动态电阻应变仪的使用方法；2.学习动态数据采集分析系统的使用方法。
二、实验仪器设备1.动态电阻应变仪；2.数据采集分析系统（电子计算机）；3.位移机；4.贴好应变片的实验对象。
三、实验步骤1.测定标定开机运行，检查完成后新建文档，在实验对象施加重物，测量标定加载前百分表的读数：750=l加载后百分表的读数：1241=l所以挠度变化为：49751240=-=-=∆l l l加载后应变仪数据由4.0-变化到1.12所以标定为92.3)4.0(1.1249=--=∆∆=ξξl2.重建文档，开始逐级加载，采集数据，生成数据文件（部分如下）时间(s)1_309:28:55 : -88.283109:28:55 : -88.23709:28:55 : -88.189909:28:55 : -88.314509:28:55 : -88.267909:28:55 : -88.188609:28:55 : -88.232809:28:55 : -88.256109:28:55 : -88.210409:28:55 : -88.172609:28:55 : -88.215909:28:55 : -88.093209:28:55 : -88.155909:28:55 : -88.312709:28:55 : -88.209309:28:55 : -88.233809:28:55 : -88.148409:28:55 : -88.195209:28:55 : -88.26613.进行数据分析，绘制应变与挠度曲线 156111211681224128013361挠度曲线时间挠度系列1156111211681224128013361应变曲线时间应变系列1-600-400-200200400-100-50050100应变与挠度曲线应变挠度系列1四、实验结论通过对实验对象的逐级加载获得的数据分析，可以得出，应变与挠度之间成正比关系，应变越大，挠度也越大。
动态电阻应变仪原理、检定及维护
动态电阻应变仪原理、检定及维护摘要：文章介绍了动态电阻应变仪工作原理及应用、阐述检定步骤，总结使用和维护注意事项。
关键词：动态电阻应变仪；原理；检定；维护1 动态电阻应变仪的原理及应用应变仪是测量结构及材料在荷载作用下变形的应力分析仪器。
如果配备相应的传感器，也可测量力、压力、扭矩、位移、振幅等物理量或物理量变化过程。
它是实验应力分析的可靠工具。
应变仪按其测量应变变化频率范围可分为静态应变仪和动态应变仪。
动态电阻应变仪应用于测量随时间变化的动态应变，其工作频率一般在5千赫兹以下。
它由测量电桥、放大器和滤波器等组成。
动态应变仪要与记录器配套使用，记录结果可直接反映被测应变信号的大小和变化。
常用动态应变仪有：江苏东华测试技术股份有限公司生产的dh5908g无线动态应变测试分析系统，日本生产的pcd-300动态应变仪，北京东方振动和噪声技术研究所生产的sa-4动态应变仪，日本生产的dra-107a动态数据采集仪，德国生产的cronos-pl2-dio动态应变仪。
动态应变仪应用实例有：飞机发动机涡轮转子叶片台架试验，用高温应变计测叶片动应力，模拟返回舱结构在起吊和运输过程中动应力测试，空调机管路动应力测试，铁路机车转向架构架动应力测试。
2 动态电阻应变仪的检定步骤由于电阻应变仪的广泛使用，对电阻应变仪进行定期校准或检定，以确保其测量结果的准确、可靠是十分必要的。
根据jjg 623-2005《电阻应变仪》检定规程，动态电阻应变仪后续检定需要检定外观和开关状态、示值误差、非线性误差、标定值误差、衰减误差、频响误差、低通滤波器滤波特性、零位漂移和示值稳定性等项目。
其检定一般步骤和方法如下：（1）按仪器说明书所规定的方法接线，预热，对应变仪外观和开关状态进行检查，然后将动态应变仪进行零位平衡和灵敏度调定。
（2）示值误差检定：若被检应变仪系统由“应变仪+数据采集器+计算机”组成，则需进行该项检定。
用标准模拟应变量校准器给出被检定点的标准应变值，从计算机上读取该应变读数值，计算被检应变仪系统示值误差。
动态电阻应变仪
动态电阻应变仪仪器概述动态电阻应变仪是一种用于测量材料动态应变特性的仪器，主要应用于材料动态力学性能测试、材料高速碰撞试验、爆炸冲击试验等领域。
该仪器利用负载电阻和微弱电压的变化来测量材料的应变特性和变形速率。
工作原理动态电阻应变仪的工作原理是利用材料在受到外力作用时发生的应变使其电阻发生变化。
仪器的测试电路包括电流源、负载电阻、标准电阻和电压输入模块。
当电流通过测试物体时，其电阻随着受力的大小和方向发生变化，可以通过电压输入模块感测到电阻的变化，从而得到受力和应变的关系。
仪器特点动态电阻应变仪具有以下特点：1.高灵敏度：该仪器所采用的负载电阻和标准电阻均具有高灵敏度，可以精确测量材料的微小变化。
2.宽测试范围：该仪器可测试多种材料的动态应变特性，与材料的硬度、密度、形状等因素无关。
3.高精度：该仪器具有高精度、高分辨率的特点，可测量微弱应变信号。
4.易操作：该仪器操作简单，易于掌握，方便实用。
应用领域由于动态电阻应变仪可以对材料动态应变特性进行精确测量，因此在材料科学和工程领域有着广泛的应用。
主要应用于以下领域：1.材料的高速碰撞试验：在汽车和船舶设计中，需要对部件在高速碰撞时的应力和变形进行测试，动态电阻应变仪可以精确测量碰撞时的应变和变形速率。
2.爆炸冲击试验：在军事和民用领域，需要对材料在爆炸冲击下的变形和破坏行为进行测试，动态电阻应变仪可对这些变化进行精确的记录和分析。
3.动态力学性能测试：在材料科学和工程领域，需要对材料的动态力学特性进行测试，例如材料的弹性模量、泊松比、动态损伤特征等。
总结动态电阻应变仪是一种精密测量材料动态应变特性的仪器，在材料科学和工程领域有着广泛的应用。
其高灵敏度、宽测试范围、高精度和易于操作的特点，使其成为材料科学和工程领域不可或缺的测试仪器之一。
《电阻应变仪》课件
应变是指物体在外力作用下发生 的形变，而电阻应变仪则是通过 测量电阻的变化来间接测量应变 。
电阻应变仪的原理
金属丝或应变片在受到外力作用时， 会发生形变，从而导致其电阻值发生 变化。
电阻应变仪通过测量这种电阻变化， 并利用一定的转换关系，可以推算出 物体的应变值。
电阻应变仪的应用
在结构健康监测中，电阻应变仪 可以用于监测桥梁、大坝、高层 建筑等大型结构的应变情况，及 时发现潜在的结构安全隐患。
3
科研领域
在材料科学、生物医学等科研领域，电阻应变仪 的应用将为科学研究提供更加精准的数据支持。
在振动测试中，电阻应变仪可以 用于测量物体的振动位移、速度 或加速度等参数。
电阻应变仪广泛应用于结构健康 监测、压力测量、振动测试、材 料力学等领域。
在压力测量中，电阻应变仪可以 用于测量气体或液体的压力。
在材料力学中，电阻应变仪可以 用于研究材料的力学性能，如弹 性模量、泊松比等。
01
电阻应变仪的结构 与功能
电阻应变片的原理与构造
电阻应变片
由敏感栅、基底、覆盖层和引线 组成，用于将应变转换为电阻变 化。
工作原理
当应变片受到外力作用时，敏感 栅发生形变，导致电阻值发生变 化，通过测量电路检测电阻变化 即可得到应变值。
测量电路的工作原理
01
02
03
桥式电路
将应变片接入惠斯通电桥 ，通过调节电桥平衡，得 到与应变值成正比的电压 输出。
放大器
将电桥输出的微弱电压信 号放大，便于后续的信号 处理和显示。
模数转换器
将模拟的电压信号转换为 数字信号，便于计算机处 理和存储。
电阻应变仪的测量精度与误差分析
测量精度
第4章_电阻应变仪
❖应变仪K值设定 在测量界面下，按功能换挡键（SHIFT），释 键后再按下“K（S）/测量”键，应变显示进入K 值设定界面。 按数字键（或增减键）对当前K值进行修改。 按“K（S）/测量”键，返回 SHIFT 测量界面。 NEXT 若按“K（A）/巡检”键，则 仪器所有测点的K值将被修改 K（S） 测量 为与当前测点相同K值。 按“K（S）/测量”键返回测量界面。
§4-4动态电阻应变仪
C S M -1 型 动 静 态 应 变 仪
CSM-1型动静态应变仪：该仪器同时具备动 态应变仪、静态应变仪、振动信号采集及数据分 析功能。 主要特点： 可进行单臂、半桥、全桥测量。 静态应变仪K值（1~3）连续可调，并且各通道 有独立表头显示应变值。 动态应变仪的测量值即可以在仪器上显示，又 可以同时采集到计算机中进行频谱分析。
Rk
令 则
K仪
4α = U AC
K εd = (ε 1 − ε 2 + ε 3 − ε 4 ) K仪
二、交流电桥
1、电桥平衡条件 交流电路中，除有电阻外，还有容抗和感抗。 若导线间的分布电容用 等效集中电容表示，则半桥 连接的电桥平衡条件为
R4 R3 D ． UAC A B C1 R1 R2 C2 ． C U BD
第4章 电阻应变仪
§4-1 概述
前述
ΔR = Kε R
例如低碳钢σp=200MPa，E=206GPa，若应
变计灵敏系数K=2，应变计电阻R=120Ω，则材 料达比例极限时的ΔR≈0.2 Ω 测量原理 ε ΔR/R ΔU 放大 显示或记录
一、电阻应变仪种类
静态电阻应变仪：用于静态应变测量(f≈0) 静动态电阻应变仪：静态应变测量为主， 兼作动态 应变测量(f≤200Hz)。 动态电阻应变仪：动态应变测量 （f≤10kHz) 。 超动态电阻应变仪：主要用于爆炸、高速 冲击等 瞬态应变测量 (f≥10kHz)。
电阻应变式传感器说明书
电阻应变式传感器说明书电阻应变式传感器设计说明书⽬录⼀、设计题⽬要求与分析————————— 1⼆、扭矩测量及应变⽚的基本原理—————1三、总体⽅案的确定———————————7四、传感器的设计————————————71传感器类型的选择2传感器设计及结构图3静动态扭矩传感器设计计算原理4使⽤寿命与静校核⽅法五、测控电路的设计计算和相应的原理设计图——141测量电路的设计⽅法和要求2低功耗设计3换向电路4放⼤电路5转向电路6中央处理电路7受控电源电路8软件设计六、精度误差分析—————————————18七、参考⽂献——————————————20⼋、付autocad图__________________________ 23⼀、设计题⽬要求与分析1、设计测扭矩的传感器。
2、设计要求与分析1）动静扭矩都可以测量2）精度⾼，稳定性好，抗⼲扰性强3）不需要反复调零既可以连续测量正反转扭矩4）使⽤条件：转矩测量仪⼀般⽤在机器之间的传动轴上，所以振动⼤，灰尘、油雾、⽔污⽐较多，故要求传感器封装在⼀起，只留下两个轴端在外⾯；⼯作温度在-20~150C0。
⼆、扭矩测量及应变⽚的基本原理A、应变⽚的结构，材料和类型1．敏感栅1）丝式应变⽚, =0.012～0.05mm⾦属细丝绕成栅状,栅长l=0.2，0.5，1.0，100，200mm等。
2）箔式应变⽚,由厚度为0.003～0.01mm的⾦属箔⽚制成各种图形的敏感栅,亦称应变花,如图2-4所⽰。
其优点(1)制造技术能保证敏感栅尺⼨准确，线条均匀和适应各种不同测量要求的形状，其栅长可做到0.2mm；(2)敏感栅薄⽽宽，与被测试件粘贴⾯积⼤，黏结牢靠，传递试件应变性能好；(3)散热条件好，允许通过较⼤的⼯作电流，从⽽提⾼了输出灵敏度；(4)横向效应⼩；(5)蠕变和机械滞后⼩，疲劳寿命长。
3) ⾦属薄膜应变⽚,利⽤其空镀膜等⽅式在绝缘基底上制成各种形状的薄膜敏感栅,膜厚⼩于1 m。
新应变仪使用说明
附录三 电阻应变测量技术及YJ-4501 静态数字电阻应变仪简介一、电阻应变测量技术简介 1、测量原理电阻应变测试方法是用电阻应变片测定构件的表面应变，再根据应变—应力关系（即电阻应变效应）确定构件表面应力状态的一种实验应力分析方法。
这种方法是以粘贴在被测构件表面上的电阻应变片作为传感元件，当构件变形时，电阻应变片的电阻值将发生相应的变化，利用电阻应变仪将此电阻值的变化测定出来，并换算成应变值或输出与此应变值成正比的电压（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。
2、电阻应变片电阻应变片一般由敏感栅、引线、基底、覆盖层和粘结剂组成，图1所示为其构造简图。
图1 电阻应变片基本构造示意图3、测量电路原理通过在试件上粘贴电阻应变片，可以将试件的应变转换为应变片的电阻变化，但是通常这种电阻变化是很小的。
为了便于测量，需将应变片的电阻变化转换成电压（或电流）信号，再通过电子放大器将信号放大，然后由指示仪或记录仪指示出应变值。
这一任务是由电阻应变仪来完成的。
而电阻应变仪中电桥的作用是将应变片的电阻变化转换成电压（或电流）信号。
电桥根据其供电电源的类型可分为直流电桥和交流电桥，下面以直流电桥为例来说明其电路原理。
（1）电桥的平衡直流电桥如图2所示，电桥各臂R 1、R 2 、R 3、R 4、可以全部是应变片（全桥式接法），也可以部分是应变片，其于为固定电阻，如当R 1、R 2 为应变片，R 3、R 4接精密无感固定电阻时，称为半桥式接法。
图2 惠斯登电桥桥入AC 端的供桥电压为E ，则在桥路BD 端的输出电压为 ：()()E R R R R R R R R E R R R R R R U 43214231434211++-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=由上式可知，当桥臂电阻满足：4231R R R R =时，电桥输出电压U=0，称为电桥平衡。
（2）电桥输出电压设起处于平衡状态的电桥各桥臂（应变片）的电阻值都发生了变化，即111R R R ∆+→， 222R R R ∆+→， 333R R R ∆+→，444R R R ∆+→此时电桥输出电压的变化量为：44332211R R UR R U R R U R R U U ∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂+∆∂∂≈∆可进一步整理为：()()ER R R R R R R R R R R R R R R R U ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+≈∆443324343221122121对以下两种常用的测量电路，该输出电压的变化可作进一步简化： （a ）全等臂电桥在上述电桥中，各桥臂上的应变片的起始电阻值全相等，灵敏系数K 也相同，于是⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆≈∆443322114R R R R R R R R E U ，以()n n n K R R ε=∆代入，得()()()()()43214εεεε-+-≈∆KEU（b ）半等臂电桥当R 1、R 2为起始电阻值和灵敏系数K 都相同的应变片，R 3、R 4接精密无感固定电阻，此时()()()21221144εε-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆≈∆KE R R R R E U（3）电桥电路的基本特性(a) 在一定的应变范围内，电桥的输出电压U ∆与各桥臂电阻的变化率RR∆或相应的应变片所感受的（轴向）应变)(n ε成线性关系；(b) 各桥臂电阻变化率 RR∆或相应的应变片所感受的应变)(n ε对电桥输出电压的变化的U ∆影响是线性叠加的，其叠加方式为：相邻桥臂异号，相对桥臂同号。
第4章 电阻应变仪
U BD
R ( R1 R1 ) R3 ( R2 R2 ) R41 U AC ( R1半等臂电桥2 )( R3 A R4 ) R1 R2 R
R2
C UBD
若 R R, R R 1 2 3 4
忽略高阶微量 D
UAC
R4
R3
U AC R1 R2 1 Ri U BD R R 1 2 R 4 1 i 1 2 i
B R1 A R4 D UAC R3 R2 C UBD
U BD 0
称为电桥平衡
电桥平衡条件：
R1 R3 R2 R4
或 或
R1 R2 , R3 R4 R1 R2 R3 R4
半等臂电桥
全等臂电桥
电阻变化引起的输出电压 测量桥路四臂均接应变计，且阻值变化分别为 B ΔR1、ΔR2、ΔR3、ΔR4
2
1
忽略非线性项
U BD
相对误差
U AC U BD K ( 1 2 ) 4
K e 2
i 1
2
i
R1为工作应变计，R2为温度补偿应变计
U AC 单臂工作半桥 1 U BD U BD K 4
K e 1 2
2、电桥读数
目前的应变仪均采用直读法
U BD ( R1 R1 )( R3 R3 ) ( R2 R2 )( R4 R4 ) 全等臂电桥R A R ) U AC ( R1 R1 R2 R2 )( R3 R3 4 4
R4 D UAC
1
R1
R2 C UBD R3
若 R1 R2 R3 R4 , 忽略高阶
基本组成：测量电路、电源电路、放大器、
电阻应变仪PPT课件
匹配。
✓对于静态测量，应根据测试精度要求和测试量来选择仪器的分
辨率（最小应变读数）和测量点数（配预调平衡箱）。
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应变仪的使用：
（2）应变仪的操作要点： ✓按实测需要确定接桥形式，测点与仪器间的连线应采用金属屏 蔽线，导线要固定，接地点要正确。 ✓根据被测信号的大小，正确选择衰减器的档位，使其输出既有 一定的幅度，又不产生非线性失真。 ✓连接记录器，并注意其阻抗匹配。 ✓对于电标定，其标定应变应根据被测信号的最大值来选用，一 般标定应变＝2/3被测最大值 ✓仪器的预调平衡应在“预调平衡”的档位上进行。
半桥接法(温度补偿）：
R1 KR Rt
R2 KR Rt
U H
U0 4
1 R
(R1
R2
)
U0 4
1
R
KR
U0 4
K (1 )
ˆ 1
KT
1 R
(R1
R2 )
1 KT
1 KR (1 )
R
第27页/共31页
（2）在试件上找到与测点的应变符号相反、比例关系已知、温度 条件相同的另外一个点，则不必另外制作专用于粘贴补偿片的补 偿块，而在这两点上分别粘一片特性相同的应变片，也可实现温 度补偿。
或
Z1 Z 3 Z2 Z4
相对桥臂阻抗之积相等
第7页/共31页
交、直流电桥的异同点
相同点：输出电压的幅值都与被测的应变成正比； 不同点：
直流电桥
输出的是正或负的直流电压，与应 变同频率变化。
从输出电压的正或负，可以判断是 拉应变还是压应变。
交流电桥
输出的是正弦调幅波；
动态电阻应变仪测量结果的不确定度评定
动态电阻应变仪测量结果的不确定度评定发布时间：2022-03-23T02:56:00.484Z 来源：《科学与技术》2021年第25期作者：杜建斌王雪飞何意婷[导读] 本文以0.02级的标准模拟应变量校准器DR-8、动态电阻应变仪测量结果的不确定度评定杜建斌王雪飞何意婷中国船舶科学研究中心江苏省无锡市 214082摘要：本文以0.02级的标准模拟应变量校准器DR-8、模拟应变频响仪DP-1、数字多用表34401A为标准器，选择日本生产的型号为DPM-6H的动态应变仪作为被检对象，对其得到的测量结果进行不确定度分析与评定。
关键词：动态应变仪测量结果不确定度评定0概述动态应变仪是测量结构及材料在载荷作用下变形的应力分析仪器，可以配置相应的传感器来测量力、压力、扭矩、位移、振幅等物理量或物理量的变化过程。
1.测量依据JJG623--2005《电阻应变仪检定规程》2.测量原理根据这个关系式，标准模拟应变量校准器采用电学的方法产生标准的电阻相对变化量来模拟标准应变值，用来检定电阻应变仪。
电阻应变仪检定装置由标准模拟应变量校准器、模拟应变频响仪、数字多用表等设备组成。
检定动态电阻应变仪线路框图如下图：3.检定动态电阻应变仪测量不确定度分析与评定：3.1 数学模型为：3.1.1测量不确定度的主要来源：选取一台DPM-6H动态电阻应变仪作为被检对象，其准确度级别为0.2级。
其测量结果的不确定度主要来源有：3.2.2测量不确定度的主要来源：选取一台DH3842动态电阻应变仪作为被检对象，其频带宽度为（0～30）kHz，技术指标为+0.5dB～-3dB。
4.结论本文介绍了动态应变仪的用途及测量原理，对其测量结果的不确定度来源进行了分析及评定，实现了对动态应变仪的量值溯源，为动态应变仪在实际科研试验的测量中提供了技术保障，对于测量力、压力、扭矩、位移、振幅等物理量或物理量的变化过程具有积极的意义。
参考文献：[1]JJG 623-2005《电阻应变仪检定规程》；[2]JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》。
动态应变仪使用说明书
动态应变仪使用说明书动态应变测试仪使用说明书目录一、概述二、使用说明三、技术指标四、注意事项五、故障及解决方案六、仪器附件一、概述动态应变仪是一种具有自动平衡功能的动态电阻应变仪，主要用于实验应力分析及动力强度研究中，对结构及材料的任意变形进行动态应变测量。
通道数量可以2、4、6、8自由组合。
体积小重量轻，便于携带和搬运。
采用直流供桥，电桥采用六线制，有长导线补偿功能。
仪器频带宽、校准方便，配接不同类型的应变片及应变式传感器，可以实现应力、拉压力、速度、加速度、位移、扭矩等多种物理量的测量。
动态应变仪具有如下特点：1、可以2、4、6、8通道组合，体积小。
2、桥路自动平衡，平衡时间约2秒，平衡范围大于±5000με3、采用拨盘开关校准，准确方便。
4、供桥电压采用六线制，自动修正长导线测量时引入的误差。
5、频带宽：频响范围DC-300kHz（+0.5dB，－3dB）。
6、测量精度高，噪声低，稳定性好，抗干扰能力强。
7、器件集成度高，性能稳定可靠。
二、使用说明1、测试方框图动态应变放大器可以配接各种类型的应变片及应变式传感器。
其典型测试方框图如图1所示：232、面板说明通道前面板通道后面板3、操作前准备① 仪器通电之前，先将桥盒接成全桥，把桥盒的航空插头插入通道的航空插座内，旋紧。
② 使用220V 50Hz 市电供电，电源线一端插入仪器电源插座，另一端接入市电，然后将电源后面板的电源开关置“开”位4 反馈+2 激励-3 信号+5 反馈-6 信号-7 屏蔽线1 激励+置，电源即接通。
这时将要使用的通道电源置于“开”（向上扳），随即该通道的前面板的工作指示灯亮了，进入工作状态。
③各通道的电源开关为省电而设置，把不使用的通道的电源开关置于“关”的位置，再把桥盒的输入插头拔掉，这样该通道的±12V电源和桥压都被关掉了。
4、操作说明（1）电源部分①电源前面板设有3?位液晶显示数字面板表，供仪器各通道调零指示和校准值指示之用，下设两个开关，左边为通道选择开关，可选择测量1—10个通道中任一通道的零点或校准应变值。
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。
电阻式应变片的使用方法
∆l/ l =∝∆T
∆ R/ R=γ ∆T
The effect of gauge grid, base material elongation and resistivity changes may be combined to give.:
∆R = S g (β − ∝ )∆T + γ∆T R ∆T
16
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贴片
贴片工艺随所用粘结剂不同而异，用502胶贴 片的过程是，待清洗剂挥发后，先在贴片位置滴 一点502胶，用应变计背面将胶水涂匀，然后用 镊子拨动应变计，调整位置和角度。定位后，在 应变计上垫一层聚乙烯或四氟乙烯薄膜，用手指 轻轻挤压出多余的胶水和气泡。待胶水初步固化 后即可松开。 粘贴好的应变计应保证位置准确，粘结牢固、 胶层均匀、无气泡和整洁干净。
If
or
K=ห้องสมุดไป่ตู้∆R εx R
R1 R3 = R2 R4 Then E = 0
R1 R2 = R4 R3 i.e. A balanced bridge
R 1 R2 ∆U i = U 0 2 (R1 + R2 )
∆R1 ∆R2 ∆R3 ∆R4 − + − R2 R3 R4 R1
22
电阻应变测量技术
机械量 电阻应变片 电量 电阻应变测量技术的优点： 1、应变片尺寸小、重量轻，安装方便。 2、测量灵敏度与精度高。 µε
大应变 3、测量应变的范围广。 4、可测量应力梯度较大的构件的应变。 点应变 5、频率响应好。 可测动应变 6、可测量特殊环境下的应变。
7、可以实行测量结果的数字化和计算机处理。 8、可以制成各种传感器。 电阻应变测量系统 注意： 1、只能测量构件表面的应变。 2、应变片的测量值反映的是敏感栅下所覆盖面积下的平均值。 3、是局部测量。 （逐点测量） 全场测量：光弹性法。
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对于半桥电路
ε= 2Vo
(2)
EgKKF
对于全桥电路
ε= Vo
(3)
EgKKF
这样, 确定KF ,测量结果由软件加以修正即可准确测量输入应变量。
2 自动平衡(调零): 通过计算机控制实现仪器的平衡（直接由软件来实现自动平衡）。 3 电阻应变长导线的修正： (1)将电阻应变计接成半桥电路，然后用三根长导线引至 TST3826
半桥（2 片工作片）
方式 3 适用于环境温度变化较大 情况下的测量简单拉伸压 缩或弯曲应变
地址：北京市朝阳区将台路 5 号首信大厦 B1 座(中关村普天电子科技园内) 电话：010-64382873 传真：010-51413365 邮箱：bjhuace@ 网址：
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图 2 桥式传感器 （3）应变应力测试
半桥接线方法（方式 2、方式 3、方式 4）：将桥盒上 Vi-与半桥短接（把铜片推入），将应 变片的一个工作片接到桥盒的“＋Eg”和“Vi＋”；另一个工作片接到桥盒的“-Eg”和“Vi＋”。
图 3 应变应力测试（半桥接法）
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ε=[1+(Rl/R)]εi
(4)
式中： εi —— 测量应变量
ε —— 实际应变量
R —— 电阻应变计的阻值 Rl —— 单根长导线的阻值
(2)将电阻应变计接成全桥电路，然后用四根长导线引至 TST3826
ε=[1+2(Rl/R)]εi
(5)
式中： εi —— 测量应变量
R —— 电阻应变计的阻值
四、工作原理
1 应变测量原理： 以 1/4 桥、120Ω桥臂电阻为例，对测量原理加以说明。如图 1 所示,图中: 阻,
Rg 为测量片电
R —— 固定电阻, KF —— 低漂移差动放大器增益,
图 1 应变测量原理图
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13.符合 GB6587.1‐86‐11 使用条件。
三．技术指标
1．仪器接口：USB2.0 高速数据传输接口 2．连续采样频率：
8 通道同步采集，每通道最高采样频率 128K; 16 通道同步采集，每通道最高采样频率 51.2K; 32 通道同步采集，每通道最高采样频率 25.6K; 64 通道同步采集，每通道最高采样频率 12.8K; 128 通道同步采集，每通道最高采样频率 5.12K; 256 通道同步采集，每通道最高采样频率 2.56K; 512 通道同步采集，每通道最高采样频率 1.28K。 3．定制采样频率：用户在满足最高采样频率的条件下，可定制任意采样频率。 4．满度值: ±20mV、±50mV、±100mV、±200mV、±500mV、±1V、±2V、±5V、±10V;
ε —— 实际应变量
Rl —— 单根长导线的阻值
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五．仪器面板功能图
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序号
名称及用途
半桥（2 片工作片）
方式 4 适用于只测弯曲应变，消除 了拉伸和压缩应变
全桥（4 片工作片）
方式 5 适用于只测拉伸和压缩的 应变
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现场实例
全桥（4 片工作片） 方式 6
适用于只测弯曲的应变
九．注意事项
1 交换 Vi+和 Vi-的连接, 可以改变输出信号的极性； 2 所有连线必须牢固可靠； 3 应使用连优质连接导线且电阻值应尽量低, 每组应变计的连线导线长度也应相等；如选用 屏蔽电缆线,则屏蔽层不可作为信号线来用!仅只能用作屏蔽接地,如需接地时,且将全部屏蔽线 汇总到仪器接地端一点接地； 4 当测量时,一定要将信号源、适调器、数据采集、屏蔽线构成完整的屏蔽体, 并保证其良 好的接地。测量前应重新设置各项参数，以提高测量可靠性； 5 应变调理器共模电压应不超过±10V(DC 或 AC 峰值)。否则, 放大器的 CMR 将下降,影响测 量精度； 6 不参与测量的通道，满度值设为 10V，输入设置为“GND”已防引起干扰和导致电源功率增 大。
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图 4 应变应力测试（全桥接法）
（4）应变应力测试： 应变应力测试步骤： （1） 桥路的连接如上图 3 图 4 所示: （2） 操作: （3） 根据测量要求,合理连接桥路; （4） 将传感器与仪器可靠连接，用 USB 通讯电缆将计算机 USB 口和仪器可靠连接。 （5） 首先启动计算机,启动完后，打开仪器电源，启动计算机控制软件； （6） 参照软件帮助文件,合理设置、桥路参数、满度值，平衡清零，量程范围、输入方式、
1.采用标准便携式进口机箱，全屏蔽机箱结构设计，有效的提高了现场抗干扰能力。 2. 每通道独立 16 位高精度 A／D 转换器。 3.采用 DDS 高精度频率合成技术，保证了所有通道并行同步采集。 4.采用 DMA 数据传输技术，保证了数据的实时传输、实时显示、实时分析、实时存盘。 5.系统配置了多种前置信号调理器（ICP、应变、电荷等），实现了多种信号的同时测量。 6.单台计算机最多可控制 512 个通道进行同步实时采集,多台计算机通过网络连接，可扩展到 4096 通道。 7.多通道并行同步采集，每通道采样频率最高达到 128K。 9.采用 Q‐FAN 智能温度控制系统，最大程度上减少了温度对测量结果的影响。 10.提供 LABVIEW、VC、VB、CVI 等开发平台的接口程序，方便用户二次开发。 12.功能丰富的控制分析软件，以及模态分析软件，用户可以很方便的对采集数据进行操作 和处理。
a.模拟滤波器：截止频率为 10、30、100 、300、1k、3k、10k 、PASS(Hz)八档分档切换； c.平坦度(分析频率范围内):小于 0.1dB; d.阻带衰减:‐24dB/oct; 12．白噪声: 不大于 5μVrms; 13．共模抑制: 大于 100dB; 14．共模电压(DC 或 AC 峰值): 小于±10V、DC～60Hz ; 15．时间漂移: 小于 3μV/小时； 16．温度漂移: 小于 1μV/℃； 17．A／D 分辨率: 16 位; 18．输入阻抗: 10MΩ 或 40PF; 19．触发方式:手动触发、外触发、信号触发; 20．电源:AC220V（±10%）50HZ（±1 HZ） DC 12V 21．使用环境: 适用于 GB6587.1‐86‐Ⅱ组条件; 22．外形尺寸: 317mm（长）×236mm（宽）×88mm（高）(八通道)。
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HC‐5915 动态电阻应变仪
说 明 书
北京华测智创科技有限公司 BEIJING INTELLIGENCE TESTING INSTRUMENTS CO.，LTD
地址：北京市朝阳区将台路 5 号首信大厦 B1 座(中关村普天电子科技园内) 电话：010-64382873 传真：010-51413365 邮箱：bjhuace@ 网址：
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HC‐5915 动态电阻应变仪说明书
一．概述
HC‐5915 动态应变测试系统是集数据采集仪、信号调理器（应变、振动、电荷）、抗混滤波 器、直流电压放大器等于一体的高性能、智能化、便携式的信号测试分析系统，连同功能丰富的 控制分析软件，为用户建立一套全新的测试理念。
二．产品特点
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七．系统框图
系统 1 计算机 以太网
系统 2 计算机 以太网
系统 16 计算机
八．桥路类型
n=1
n=2
USB
HC-5915
并行 HC-5915
采集箱
采集箱
USB HC-5915
采集箱
并行
HC-5915 采集箱
USB
并行
HC-5915
HC-5915
采集箱
采集箱
系统框图
并行 ……
地址：北京市朝阳区将台路 5 号首信大厦 B1 座(中关村普天电子科技园内) 电话：010-64382873 传真：010-51413365 邮箱：bjhuace@ 网址：
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5．线性度: 满度的 0.05％; 6．失真度: 不大于 0.5％; 7．系统准确度: 小于 0.5％(F.S)(预热半小时后测量); 8．系统稳定度: 0.05％/h(预热半小时后测量); 9．最大分析频宽: DC～50kHz; 10．输入方式：AC、DC、ICP、GND; 11．滤波器：
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六．使用方法 1 接线方法 （1）电压信号测试
把桥盒上 Vi-与半桥铜片断开，“Vi+”端输入正信号，“Vi-”端输入负信号，将软件设 置为电压输入。
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全桥接线方法（方式 5 和方式 6）：将桥盒上 Vi-与半桥铜片断开，将应变片的一个工作片 接到桥盒的“＋Eg”和“Vi＋”；一个工作片接到桥盒的“-Eg”和“Vi＋”；一个工作片接到 桥盒“-Eg”和“Vi-”，一个工作片接到桥盒“+Eg”和“Vi-”。
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因 Vi=0.25EgKε,