岩土工程测试技术（2）ppt课件

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,1）原理,2.1 电阻应变片,第二章：电阻应变片测量技术,2.1 电阻应变片,第二章：电阻应变片测量技术,轴向/纵向应变,径向/横向应变,泊松比,压阻系数,弹性模量,2.1 电阻应变片,第二章：电阻应变片测量技术,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,2.1 电阻应变片,第二章：电阻应变片测量技术,2.1 电阻应变片,第二章：电阻应变片测量技术,2.1 电阻应变片,第二章：电阻应变片测量技术,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,可有效测量10 10 数量级的微小电阻变化率,3,6,2.2 应变测量电路,第二章：电阻应变片测量技术,惠根斯直流电桥,当：,，,等臂电桥,假设,阻值有,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,惠根斯直流电桥,2.2 应变测量电路,第二章：电阻应变片测量技术,惠根斯直流电桥,讨论：,全等臂电桥,输入对称电桥,电源对称电桥,令：,有：,2.2 应变测量电路,第二章：电阻应变片测量技术,惠根斯直流电桥,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,2.3 电桥平衡,第二章：电阻应变片测量技术,2）电阻并联平衡法,2.3 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,2.3 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,补偿块补偿,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,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,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,4）示例,2.4 应力应变测量,