电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
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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。 ．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。 变测量方法。
二、实验仪器、装置及器材 实验仪器、 1．静态电阻应变仪。 ．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。 ．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。 ．电烙铁、小螺丝刀、连接导线等。
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。 组成某种桥路后对应变仪进行预调平衡。 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， 加载。加载是在梁的自由端挂砝码实现，共分三级， 加载 每加一级后从应变仪上读出应变数据并记录在表1中 每加一级后从应变仪上读出应变数据并记录在表 中。 5.结束实验。实验完毕，卸掉砝码，关闭应变仪电源， 结束实验。实验完毕，卸掉砝码，关闭应变仪电源， 结束实验 将连接导线拆下，等强度梁妥善保存。 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， 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。 接下方导线最好将梁卸下后进行，否则会损坏应变片。
σ
四、试验步骤
1.按电阻应变仪的使用方法使其处于正常状态。 按电阻应变仪的使用方法使其处于正常状态。 按电阻应变仪的使用方法使其处于正常状态 2.分别按图 各种接桥方法用导线连接应变片和应变仪，导 分别按图2各种接桥方法用导线连接应变片和应变仪 分别按图 各种接桥方法用导线连接应变片和应变仪， 线一端焊在应变片的接线端子上（注意焊接时间要短）， 线一端焊在应变片的接线端子上（注意焊接时间要短）， 另一端接在应变仪对应的电桥端子上。 另一端接在应变仪对应的电桥端子上。
百度文库
ε r = ε1 ε 2
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
如应变片R1与梁下表面应变片 （反面受压应变） 如应变片 与梁下表面应变片R2（反面受压应变）接成半 与梁下表面应变片 另外半桥仍为应变仪内部固定桥臂电阻，如图2（ ） 则 桥，另外半桥仍为应变仪内部固定桥臂电阻，如图 （b）,则 应变仪输出应变为： 应变仪输出应变为： ε r = ε1 ε 2 = ε1 p + ε T (ε 2 p + ε T ) = ε1 p + ε 2 p = 2ε1 p ，(∵ε1 p = ε 2 p ) 对于全桥接法，如应变片R1和R3（正面受拉） R2和 对于全桥接法，如应变片R1和R3（正面受拉）与R2和R4 反面受压）接成全桥如图2（ ），则应变仪输出应变为： ），则应变仪输出应变为 （反面受压）接成全桥如图 （c），则应变仪输出应变为：
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
理论计算： 理论计算： ∵σ = M ( x) = 6 px 2
W ( x) b( x ) h
式中， 为所加载荷 为所加载荷， 为加力端到计算应力点的距离 为加力端到计算应力点的距离， 式中，p为所加载荷，x为加力端到计算应力点的距离， b(x)为x处梁的宽度，h为梁的厚度。 处梁的宽度， 为梁的厚度 为梁的厚度。 为 处梁的宽度 ∴σ = E
五、实验报告要求
1.按表 记录、处理实验数据，其结果与应变仪理论值加 按表1记录 处理实验数据， 按表 记录、 以比较。 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。 计算△ 计算 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。 讨论应变片各种接桥方法，比较其优缺点。 讨论应变片各种接桥方法
ε r = ε1 ε 2
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
三、试验原理及方法
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： 的应变有如下关系： ε r = ε1 ε 2 + ε 3 ε 4 等强度梁贴片编号如图1。 等强度梁贴片编号如图 。
Ｒ1,2 Ｒ3,4 Ｒ0
ε r = ε1 ε 2 + ε 3 ε 4 = ε 1 p + ε T ( ε 2 p + ε T ) + ε 3 p + ε T ( ε 4 p + ε T ) = 4ε1 p
(∵ ε 1 p = ε 2 p = ε 3 p = ε 4 p )。
除此之外，还有其他形式接成半桥和全桥，可自行设计练习。 除此之外，还有其他形式接成半桥和全桥，可自行设计练习。
图1 布片图 对于半桥接法：如应变片 （正面受拉应变） 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 ，如图 （a）, 接成半桥， 接成半桥 另外半桥为应变仪内部固定电阻R，如图2（ ） 则应变仪输出应变为： ε r = ε1 ε 2 = ε 1 p + ε T ε T = ε1 p 则应变仪输出应变为：
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
（a）ε r
= ε1 p
（b）ε r = 2ε 1 p
(c) ε r = 4ε1 p
图2 应变片的接桥 等强度梁（等应力梁） 等强度梁（等应力梁）是按等强度的原则设计的一种 变截面悬臂梁（除梁身外，还有底座、支架、和加载机构）， 变截面悬臂梁（除梁身外，还有底座、支架、和加载机构）， 当对其施加载荷时， 当对其施加载荷时，可在梁身的上下表面产生一个均匀的单 向应力场，实验中除用电测法可测出其应变外， 向应力场，实验中除用电测法可测出其应变外，还可根据材 料力学知识计算出理论值，两者进行比较。 料力学知识计算出理论值，两者进行比较。
一、实验目的 1．学习电阻应变片半桥、全桥接法。 ．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。 变测量方法。
二、实验仪器、装置及器材 实验仪器、 1．静态电阻应变仪。 ．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。 ．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。 ．电烙铁、小螺丝刀、连接导线等。
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。 组成某种桥路后对应变仪进行预调平衡。 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， 加载。加载是在梁的自由端挂砝码实现，共分三级， 加载 每加一级后从应变仪上读出应变数据并记录在表1中 每加一级后从应变仪上读出应变数据并记录在表 中。 5.结束实验。实验完毕，卸掉砝码，关闭应变仪电源， 结束实验。实验完毕，卸掉砝码，关闭应变仪电源， 结束实验 将连接导线拆下，等强度梁妥善保存。 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， 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。 接下方导线最好将梁卸下后进行，否则会损坏应变片。
σ
四、试验步骤
1.按电阻应变仪的使用方法使其处于正常状态。 按电阻应变仪的使用方法使其处于正常状态。 按电阻应变仪的使用方法使其处于正常状态 2.分别按图 各种接桥方法用导线连接应变片和应变仪，导 分别按图2各种接桥方法用导线连接应变片和应变仪 分别按图 各种接桥方法用导线连接应变片和应变仪， 线一端焊在应变片的接线端子上（注意焊接时间要短）， 线一端焊在应变片的接线端子上（注意焊接时间要短）， 另一端接在应变仪对应的电桥端子上。 另一端接在应变仪对应的电桥端子上。
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ε r = ε1 ε 2
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
如应变片R1与梁下表面应变片 （反面受压应变） 如应变片 与梁下表面应变片R2（反面受压应变）接成半 与梁下表面应变片 另外半桥仍为应变仪内部固定桥臂电阻，如图2（ ） 则 桥，另外半桥仍为应变仪内部固定桥臂电阻，如图 （b）,则 应变仪输出应变为： 应变仪输出应变为： ε r = ε1 ε 2 = ε1 p + ε T (ε 2 p + ε T ) = ε1 p + ε 2 p = 2ε1 p ，(∵ε1 p = ε 2 p ) 对于全桥接法，如应变片R1和R3（正面受拉） R2和 对于全桥接法，如应变片R1和R3（正面受拉）与R2和R4 反面受压）接成全桥如图2（ ），则应变仪输出应变为： ），则应变仪输出应变为 （反面受压）接成全桥如图 （c），则应变仪输出应变为：
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
理论计算： 理论计算： ∵σ = M ( x) = 6 px 2
W ( x) b( x ) h
式中， 为所加载荷 为所加载荷， 为加力端到计算应力点的距离 为加力端到计算应力点的距离， 式中，p为所加载荷，x为加力端到计算应力点的距离， b(x)为x处梁的宽度，h为梁的厚度。 处梁的宽度， 为梁的厚度 为梁的厚度。 为 处梁的宽度 ∴σ = E
五、实验报告要求
1.按表 记录、处理实验数据，其结果与应变仪理论值加 按表1记录 处理实验数据， 按表 记录、 以比较。 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。 计算△ 计算 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。 讨论应变片各种接桥方法，比较其优缺点。 讨论应变片各种接桥方法
ε r = ε1 ε 2
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
三、试验原理及方法
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： 的应变有如下关系： ε r = ε1 ε 2 + ε 3 ε 4 等强度梁贴片编号如图1。 等强度梁贴片编号如图 。
Ｒ1,2 Ｒ3,4 Ｒ0
ε r = ε1 ε 2 + ε 3 ε 4 = ε 1 p + ε T ( ε 2 p + ε T ) + ε 3 p + ε T ( ε 4 p + ε T ) = 4ε1 p
(∵ ε 1 p = ε 2 p = ε 3 p = ε 4 p )。
除此之外，还有其他形式接成半桥和全桥，可自行设计练习。 除此之外，还有其他形式接成半桥和全桥，可自行设计练习。
图1 布片图 对于半桥接法：如应变片 （正面受拉应变） 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 ，如图 （a）, 接成半桥， 接成半桥 另外半桥为应变仪内部固定电阻R，如图2（ ） 则应变仪输出应变为： ε r = ε1 ε 2 = ε 1 p + ε T ε T = ε1 p 则应变仪输出应变为：
电阻应变片在电桥中的接法和静态应变测量
（a）ε r
= ε1 p
（b）ε r = 2ε 1 p
(c) ε r = 4ε1 p
图2 应变片的接桥 等强度梁（等应力梁） 等强度梁（等应力梁）是按等强度的原则设计的一种 变截面悬臂梁（除梁身外，还有底座、支架、和加载机构）， 变截面悬臂梁（除梁身外，还有底座、支架、和加载机构）， 当对其施加载荷时， 当对其施加载荷时，可在梁身的上下表面产生一个均匀的单 向应力场，实验中除用电测法可测出其应变外， 向应力场，实验中除用电测法可测出其应变外，还可根据材 料力学知识计算出理论值，两者进行比较。 料力学知识计算出理论值，两者进行比较。