静态应变测量仪器原理

又知电阻改变量与应变有以下关系
式中，K为应变计的灵敏系数；
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于是，电桥输出电压U与应变的关系
• 若为半桥接法，则有
• 若为1/4桥接法，则有
• 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
• 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； • 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。 • 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。
• 目前使用的静态电阻应变仪有两种类型： 直流放大式和载波放大式。 • (1)直流放大式静态电阻应变仪
采用半桥法，有
• 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。 • 使该试件与被测构件处于同一温度场中， • 在电桥的连接上，使工作片与补偿片处于 相邻的桥臂上。这样，温度变化使R1和R2 产生的电阻变化相同：
• 这就排除了温度效应的影响。
二、电阻应变仪的组成
一、电阻应变计测量技术简介
• 电阻应变计测量技术(简称电测法)是一种非电量电 测技术。 • 用粘结剂将该元件粘贴到被测构件表面 • 1．电阻应变计的工作原理
L R A
• 电阻应变计就是利用这一特性制成的传感元件
R K R
• 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。 • 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。
二、电阻应变仪的工作原理 1.直流电桥；2.交流电桥
• 证明
• 如果RIR3＝ R2R4 ， 则输出电压V＝0，电桥处于 平衡状态；故RIR3＝ R2R4 ，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 ，R2，R3， R4，接成，(称之为全桥接法)，并满足上述电桥平 衡条件。 • 当应变计随同所测构件一起受力变形后，其电阻 值产生一微小增量，分别为 • • 则由式(3—1)可以得电桥输出电压为