实验应力分析考试试题及答案

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合肥工业大学土木工程学院研究生考试试题

考试科目:实验应力分析

、名词解释（每题 1.电阻应变片 3 •中间转换器

5. 最小二乘法

7 .电阻温度计

9 .偶然误差 .压电效应

.D/A 和A/D 转换器

.热电偶

.随机振动

.温度补偿

、问答题（每题10分，共60 分）

1.非电参量测法具有哪些优点?

2 .在测量过程中产生误差的原因有哪几方面?

3 .常用的电阻应变片有哪几类?

4 .传感器有什么作用和如何分类？

5.应变片的粘结剂应满足哪些要求？

6 .应变仪由哪几个主要组成部分，各有哪些功能?

4分，共40

分）

10

一、名词解释

1．电阻应变片

电阻应变片是利用电阻应变片受力后出现变形致使电阻值发生变化的原理来测量被测物理量的大小的一种传感器。

2．压电效应物质在机械力作用理发生变形时，内部产生极化，而表面产生符号相反的电荷，而当外力消失时表面电荷也随之消失，这种现象称之为压电效应。

3．中间转换器被测非电量参数经传感器变换后转化为电参量，通常必须经过再变换、放大、预处理等工作后才能进行显示、记录或由计算机进行数据处理。这些中间环节是测量系统不可缺少的组成部分，通称中间变换器。

4.D/A和A/D转换器

在检测与控制信号中，如位移、速度、温度等连续的物理量经传感器变换为连续的电压压或电流，通称为模拟量。在很多情况下仪表显示、数据处理要用数字来表示，这些用数字来代替的离散量称为数字量。测试仪器内将模拟量转为数字量装置即是A/D 转换器，反之数字量转为模拟量装置

即是D/A转换器。

5.最小二乘法

最小二乘法在误差理论中的基本含义是在具有多精度的多次测量中求最可靠（最可信赖）的值时，当各测量值的残差平方为最小时的结果。在所有拟合的方程的方法中，最小二乘法的误差最小。

6.热电偶

由两种不同的导体A和B两端相连组成回路。当两个接头端的温度不同时在回路中就有电流通过，即回路内出现了电动势，称为热电势。组成回路的A、B

导体称为热电极。整个回路则称之为热电偶。

7.电阻温度计

电阻温度计是根据导体或半导体的电阻值随温度变化而改变的性质，通过测试电阻的大小来了解温度变化的一种温度计。这种温度计可测量-200〜5000C的范围。尤其在低温测量方面性能更佳, 最低可达1〜3K。

8.随机振动

随机振动是振动随时间变化过程（振动时间历程）没有确定的规律，没有确定的振动周期和频

率，各瞬时的振幅也完全不同。因此随机振动不能用时间的确定函数来表示，只能用统计特性来描述。

9．偶然误差在测试工作中有些误差可以避免，有些误差则不能避免。对于不能避免的误差称作偶然误差，或随机误

差。偶然误差也有一定的规律，⑴ 正负误差出现的概率基本相同，其总和接近于零；⑵ 误差愈小出现的机会愈多，反之愈少，大到一定值的误差将不会出现；⑶检测值无法预先知道，只有

多次测取，从测取数中估计此值应为多少的机会最大。

10．温度补偿虽然没有外力作用，但当检测的环境温度变化时，应变片也有输出。为了消除对检测结果的影响，在通常在应变仪的特定接口接入温度补偿应变片，以平衡温度变化仪器的读数，使得测试时仪器不反映温度的影响，这一工作称作温度补偿。

二、简要回答1．非电参量测法具有哪些优点？非电参量测法具有以下优点：⑴ 可对被测参数进行连续、自动记录；⑵ 电参量可远距离传输，便于远距离测量或控制；⑶ 可实现动态参量甚至瞬态参量的测量；⑷ 可与计算机相联，进行数据的自动运算、分析与处理。

2．在测量过程中产生误差的原因有哪几方面？

测量过程中误差来原可归纳如下：

⑴ 工具误差包括试验装置、测量仪器等带来的误差；

⑵ 环境误差是因环境条件的变化，如温度、湿度、气压、电场、磁场以及气流、辐射等影响而产生的误差；

⑶ 方法误差指测量方法不准或错误引起的误差，这种误差也称原理误差或理论误差，

⑷ 人员误差是测量者的生理特性和操作熟练程度优劣而引起的误差。

3．常用的电阻应变片有哪几类？

⑴丝式应变片：包括回绕丝式应变片、短接式应变片、张丝式应变片、卷绕式应变片；⑵箔式应变片；⑶ 应变花；⑷ 半导体应变片；⑸ 薄膜式应变片；⑹ 特种应变片：包括温度自补偿应变片、大应变量应变片、焊接式应变片、临时基底应变片、锰铜箔（或片）应变片、裂纹扩展片、疲劳寿命片、温度电阻片。

4．传感器有什么作用和如何分类？

传感器又称转换变换器，是检测讲技术中必不可少的、最重要的组成部分。其功能是将各种物理量转换为与之相对应的电量，以便对被测信号进行转输、记录和处理。传感器的种类名目繁多，按被测物理量不同，可分为力、荷重、压力、应力、力矩、应变、位移、速度、加速度、温度、湿度、流量传感器等；按工作原理不同，可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、压阻式、光电式、热电式、霍尔式传感受器等。

5．应变片的粘结剂应满足哪些要求？电阻应变式传感器质量的好坏，不仅与应变片本身的性能有关外，还与粘结剂和粘贴工艺有很大的关系，粘结剂的性能和粘结工艺的优劣直接影响传感器的线性、滞后、零漂和蠕变等。要得到良好的粘结性能，粘结剂应满足以下主要要求：⑴粘结强度高；⑵ 固化后收缩率小；⑶ 电器绝缘

阻抗大；⑷长期稳定性好。此外还应要求固化工艺尽量简单方便。

6．电阻应变仪由哪几个主要组成部分，都有哪些功能？

绝大多数电阻应变仪都有相似的工作原理，因此其主要组成部分包括：⑴电桥，通过电桥可以

将其他电阻、电感和电容的变化转成电压或电流的变化；⑵放大器，为便于后续的处理，电阻应变仪都装有放大器将检测信号放大，放大器的总放大倍数为（3〜12）X 10 3之间；⑶振荡器，振荡器

产生的振荡信号一部分输出到功率放大器，以供给电桥的部分电压，另一部分由另一功率放大器放大后作为相敏检波器的参考电压；⑷ 相敏检波器，能从放大器输出的调幅信号中检出被测应变信号，并能确定被测应变的极性；⑸

稳压电源，主要是提供电阻应变仪各部分工作时所需要的直流电源。