實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆侦o態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法； 了解電測應(yīng)力原理，掌握直流測量電橋的加減特性； 分析應(yīng)變片組橋與梁受力變形的關(guān)系，加深對(duì)等強(qiáng)度梁概念的理解。 設(shè)備儀器50KN 電子萬能試驗(yàn)機(jī)一臺(tái)； 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀一臺(tái)； 等強(qiáng)度測試梁一套。 實(shí)驗(yàn)原理200 D1D3 D4 D2 圖2－１ 實(shí)驗(yàn)裝置圖 實(shí)驗(yàn)裝置如圖2－1，梁的厚h=11.65mm 在X=200mm和X=300mm 處梁的上下表面沿對(duì)稱軸方向粘貼了四片電阻應(yīng)變片Ｄ 靈敏度系數(shù)：2.12，電阻片長：5mm。由這四個(gè)電阻片在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上接成不同的測量橋路進(jìn)行測量可以熟練掌握應(yīng)變儀的使用。 實(shí)驗(yàn)中，要明確電阻應(yīng)變片和靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的測量原理： 電阻應(yīng)變片測量原理 目前常用的箔式電阻應(yīng)變片是用0.003~0.01mm高阻抗鎳銅箔材經(jīng)化學(xué)腐蝕等工序制成電阻 箔柵，然后焊接引出線，涂上絕緣膠粘固到塑料基膜上。使用時(shí)，只須把基膜面用特制膠水 牢固粘貼到構(gòu)件的測點(diǎn)處。這樣當(dāng)構(gòu)件受力變形時(shí)電阻應(yīng)變片亦隨之變形，則電阻應(yīng)變片的 電阻值將發(fā)生改變。其特性關(guān)系為： 常數(shù)K也稱電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，電阻應(yīng)變片作為產(chǎn)品出廠時(shí)會(huì)給出K、R 這種專門的電子儀器已廣泛應(yīng)用，就是靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。

靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測量原理 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀是依據(jù)惠斯頓電橋原理進(jìn)行測量的。 惠斯頓電橋如圖2－2 所示： 惠斯頓電橋若在節(jié)點(diǎn)A、C 之間給一直流電壓V AC 之間有電壓輸出VBD BD=（R1R3-R2R4）VAC/ （R1+R2）（R3+R4），當(dāng) BD=0，且由該電橋特性知 時(shí)，電橋?yàn)槿缺垭姌?。dV BD R1/R-ΔR2/R+Δ R3/R-Δ R4/R） 由于電阻應(yīng)變片有Δ ，上式可寫成：dV BD dVBD dVBD 這便是靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測量原理。同時(shí)，也表明了測量電橋的加減特性。利用電橋的加減特性可以根據(jù)不同的測量需求實(shí)現(xiàn)單臂、半橋、全橋等測量。要記住的是靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 單臂測量把等強(qiáng)度測試梁上四個(gè)電阻應(yīng)變片Ｄ 兩點(diǎn)；四路電橋的B點(diǎn)短接連通，即可用一個(gè)電阻應(yīng)變片進(jìn)行溫度補(bǔ)償。把它接入 一路電橋的 兩個(gè)橋臂電阻在應(yīng)變儀內(nèi)已接好，四路電橋各自形成一個(gè)測量回路。打開某路電橋，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀顯示窗 即顯示該路電橋所測的微應(yīng)變值。溫度補(bǔ)償用電阻應(yīng)變片是粘貼在與被測構(gòu)件相同的材料塊 上，不受載、置于測試點(diǎn)附近的電阻應(yīng)變片。其作用是補(bǔ)償測試點(diǎn)環(huán)境溫度變化對(duì)測量結(jié)果 造成的誤差，測量橋路如圖2－3。

此時(shí)，應(yīng)變儀測量方式選擇鍵應(yīng)選“半橋測量”。 圖2－３ 測量橋路 開啟電子萬能試驗(yàn)機(jī)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀操作實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按等量加載程序?qū)υ囼?yàn)梁加載。當(dāng)F=0 時(shí)，將靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 上四路電橋的輸出值調(diào)為0。然后，當(dāng)F 依次每增加500N 時(shí)，分別記錄各路電橋測出的微 應(yīng)變值，直至加載程序結(jié)束。 附：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（表2-1） 半橋測量在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀某個(gè)測量電橋的A、B、C 接點(diǎn)上按圖2-4 方法接入 兩個(gè)電阻應(yīng)變片所進(jìn)行的應(yīng)變測量，稱半橋測量。由電橋特性知：半橋測量可放大或抵消應(yīng)變輸出值。 D1D2 R3 R4 D1D3 R3 R4 D1D4 R3 R4 圖2-4 開啟電子萬能試驗(yàn)機(jī)，按等量加載程序?qū)υ囼?yàn)梁加載。當(dāng)F=0 時(shí)，將靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 上所接電橋的輸出值調(diào)為0。然后，當(dāng)F 依次每增加500N 時(shí)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀操作實(shí)驗(yàn)報(bào)告，分別記錄各電橋測出的微應(yīng) 變值于表2—2，直至加載程序結(jié)束。 附：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（表2-2） 載荷 組橋形式 500N 1000N 1500N 2000N 應(yīng)變?cè)隽?平均值 全橋測量在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀某個(gè)測量電橋的A、B、C、D 接點(diǎn)上按圖2－5 方法接入 四個(gè)電阻應(yīng)變片所進(jìn)行的應(yīng)變測量，稱全橋測量。此時(shí)，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上測量方式選擇鍵應(yīng)取“全橋測量”。

全橋測量可進(jìn)一步放大或抵消應(yīng)變輸出值。 圖2－５開啟電子萬能試驗(yàn)機(jī)，按等量加載程序?qū)υ囼?yàn)梁加載。當(dāng)F=0 時(shí)，將靜態(tài)電阻應(yīng)變儀 上所接電橋的輸出值調(diào)為0。然后，當(dāng)F 依次每增加500N 時(shí)，分別記錄該電橋測出的微應(yīng) 變值，直至加載程序結(jié)束。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理先求理論計(jì)算值：根據(jù)彎曲理論可知Ｄ 測點(diǎn)受壓，并且為單向應(yīng)力狀態(tài)。其應(yīng)力大小σ =6FX/bh ；此為被測點(diǎn)應(yīng)變的理論計(jì)算值。再求實(shí)驗(yàn)測量值：把各次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中 每增加500N 的增加值。然后計(jì)算它們的算術(shù)平均值ε；此為被測點(diǎn)應(yīng)變的實(shí)驗(yàn)測量值。理論計(jì)算值 與實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行比較，可以驗(yàn)證和分析本次實(shí)驗(yàn)的成果，并寫出試驗(yàn)報(bào)告。 思考題：單臂、半橋、全橋測量各有何特點(diǎn)？如何在實(shí)際測量中加以利用？ 被測梁有何特點(diǎn)？試舉出工程中的應(yīng)用實(shí)例。

文章由啟和科技編輯