岩土工程测试技术(2)

1、2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术电阻应变式传感器金属丝式半导体式AlR1）原理2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术dAldAAldlAdRdAARdllRdR22rA)2(2drdrldlRdAldrArldlAdRdrdrldlRdR22.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术ldlrdrEddrdrldlRdR2轴向/纵向应变径向/横向应变泊松比压阻系数弹性模量)21 (ERdR2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术ERdRS21/2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术金属丝半导体2）类型2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术敏感栅材料金属丝式丝绕式

2、横向效应大，价格便宜短接线式 横向效应小，疲劳寿命低箔式横向效应小，散热条件好，蠕变小，疲劳寿命长半导体灵敏度系数高，温度稳定性好2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术敏感栅形状单轴用于测量单向的应力应变应变花用于平面应力测量2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术基底材料纸基耐湿、耐热、耐久性差胶基耐湿、耐热、耐久性较好金属基高温应变片临时基底高温应变片2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术用途一般用途特殊用途应变片式传感器3)优缺点及用途优点：缺点：体积小、重量轻、动态响应快、精度高、使用简便、灵敏度高、频响范围宽、测量范围大热稳定性差、灵敏度系数分散度大、大应变时非线性误

3、差大用途：应变、应力、位移、加速度、速度、扭矩等的高精度测量2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术4)应变片的工作特性横向效应：应变片横向部分线栅与纵向部分线栅电阻应变符号相反，使应变减小。应变片的电阻值：初始状态，室温测得的电阻值。机械滞后量：恒温下，各应力水平加卸载应变片指示应变的最大差值。2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术应变极限：室温，对试件逐渐加载，应变片应变与机械应变相对误差达到规定值。零点漂移：恒温、试件不受力，应变片指示应变随时间的变化； 1.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术蠕变：恒温，试件受恒定机械应变，应变片指示应变随时间的变化。绝缘电阻：敏感栅及引

4、线与被测试件之间的电阻。最大工作电流：允许通过应变片而不影响其工作特性的最大电流。疲劳寿命：在恒定加载幅值交变应力作用下，应变片疲劳损坏的加载次数。2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术5)应变片的选用工作环境被测材料的性质被测试件的受力状态和应变性质2.1 电阻应变片第二章：电阻应变片测量技术测量精度惠根斯直流电桥ABCDR1R2R3R4VERRRRRRRRUBD)(43214231可有效测量10 10 数量级的微小电阻变化率362.2 应变测量电路第二章：电阻应变片测量技术ERRRRRRRRUBD)(432142314231RRRR0DBU惠根斯直流电桥ABCDR1R2R3R4UDB

5、4321RRRR1RESERRUDB414当：，等臂电桥假设阻值有R变化输出电压与应变在一定范围内成线性关系2.2 应变测量电路第二章：电阻应变片测量技术ERRRRRRRRUBD)(43214231惠根斯直流电桥ABCDR1R2R3R4UDBERRRRRRRRRRRRUDB)(4321241342311R假设阻值分别有2R的变化2R3R4R1R4R3R2.2 应变测量电路第二章：电阻应变片测量技术)(4)(4432144332211SERRRRRRRREUDB),(4321RRRR)()1 (43212aaSEUDB惠根斯直流电桥ABCDR1R2R3R4UDBERRRRRRRRRRRRUDB)

6、(432124134231讨论：全等臂电桥输入对称电桥电源对称电桥aRRRR4312),(3241RRRR令：有：2.2 应变测量电路第二章：电阻应变片测量技术)(4321 KUDB惠根斯直流电桥ABCDR1R2R3R4UDB电桥的加减特性：相邻桥臂应变极性如果一致，则输出电压为2者之差；如果极性不一致，则输出电压为2者之和2.2 应变测量电路第二章：电阻应变片测量技术1）电阻串联平衡法ABCDR1R2R3R4UDB2.3 电桥平衡第二章：电阻应变片测量技术2）电阻并联平衡法ABCDR1R2R3R4UDB2.3 电桥平衡第二章：电阻应变片测量技术3）电阻无触点平衡法ABCDR1R2R3R4UD

7、B2.3 电桥平衡第二章：电阻应变片测量技术1）布片一般原则2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术首先考虑应力集中区和边界上的危险点，选择主应力最大，最能反映其力学规律的点贴片；利用结构的对称性布点，充分利用电桥的加减特性，可以达到温度补偿、提高灵敏度；当测量荷载时，应尽量避开应力-应变非线性区贴片；在用力已知部位安排适当的测点，用于验证测试结构的可靠性。2）接桥方法2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术半桥法：用两个电阻应变片作为电桥的相邻臂，另外两臂为精密无感电阻；全桥法：电桥的四个臂全由电阻应变片构成。3）温度补偿方法2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术补偿块补

8、偿R1R2补偿块ABCDR1R2R3R4V桥路补偿3）温度补偿方法2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术工作片补偿R1R2ABCDR1R2R3R4V桥路补偿4）示例2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术单向应力应变测量R1R2补偿块R2R1ABCDR1R2R3R4VR1R2半桥四片补偿块补偿法测拉压4）示例2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术单向应力应变测量1111ptptRRRRRRRR 2222ttRRRR 112211()4224ptptpttBDRRRRRRRRRUEERRR4）示例2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术单向应力应变测量R1R2全桥四片测拉压R3R4ABCDR1R2R3R4V4）示例2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术单向应力应变测量全桥四片测拉压3344ptptRRRRRRRR 312411()2(1)44pBDRRRRRUEERRRRR1122ptptRRRRRRRR 4）示例2.4 应力应变测量第二章：电阻应变片测量技术主应力方向已知的平面应力测试E)(1)(112212121EE单向应力状态