实验一接桥方式和静态电阻应变仪的使用.docx

实验一接桥方式和静态电阻应变仪的使用一、实验目的和要求利用不同的电桥桥路组合进行应变测量，了解提高测量灵敏度和消除误差影响的方法，从而掌握用这种方法解决测量中的实际问题。了解温度效应，并懂得消除方法。熟悉静态应变仪的功能和使用。二、实验仪器和设备DH-3815N 静态应变测试系统 1 套贴有应变片的等强度梁 1 根砝码（40N） 1 组电吹风 1 只其他工具 若干三、实验内容和步骤准备由指导教师介绍仪器的功能和使用方法。熟悉应变仪及其配套软件的使用方法（详见仪器使用说明书）。开机预热10 分钟。注意：该仪器功能比较多，具体操作须由指导教师现场指导。静态应变测量（等强度梁的材料参数：b=4.58cm、h=0.378cm、L=30cm）图1-1图1-2 接桥方式根据图1-1 及图1-2 进行以下操作。应变仪桥路方式为 “方式二”。（对于“DH-3815N 静态应变测试系统”，可由设置不同的“桥路方式”来决定测量的类型。如直接测出被测物的拉压应变或弯曲应变。）半桥测量具体联接形式见表1-4 的“方式二”或“方式三”的“与采集箱的连接”。按图1-2(a)进行接线：应变仪接线柱Eg、Vi+两点接上纵向片（即图1-1 上的1号片，下同），Vi+、0 接温度补偿片。每级加载10N，每加一级荷载（包括0 荷载）记录一次读数（填于表1-1 中），分四级加载至40N。再分四级卸载至零，同样每级记录读数，并看其回零否。再重复二次。将最后加载40N 的读数再记录于表1-2 的第一栏中。按图1-2(b)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接上横向片（3 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第二栏。按图1-2(c)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接下纵向片（4 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第三栏。按图1-2(d)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg 接上纵向片（2 号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第四栏。全桥测量具体联接形式见表1-4 的“方式五”或“方式六”的“与采集箱的连接”。按图1-2(e)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+两点接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg间下接纵向片（4 号片），-Eg、Vi-间接下横向片（6 号片），Vi-、+Eg 间接上横向片（3号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第五栏。 按图1-2(f)进行接线：应变仪接线柱+Eg、Vi+两点接上纵向片（1 号片），Vi+、-Eg间下接纵向片（4 号片），-Eg、Vi-间接下横向片（2 号片），Vi-、+Eg 间接上横向片（5号片）。一次加载40N，读取数据，记录于表1-2 中的第六栏。作一点（补偿片）补多点（工作片）测量应变仪桥路方式为 “方式一”。具体联接形式见表1-4 的“方式一”的“与采集箱的连接”。将梁上的6 个测点分别接到应变仪上作半桥测量：补偿通道接补偿片；通道1通道6 分别工作片。一次加载40N，读取各点的数据，记录于表1-3。测量时重复三次，以取平均。温度对应变测量的影响按接法。应变仪桥路方式为 “方式一”。在不加荷载并且温度补偿片置于常温的情况下，用电吹风加热工作片，观察温度对应变测试的影响。四、记录表格表2-1 分级加载记录单位：荷载(N)010203040第一次加载0135273415520卸载-4594226367504第二次加载0135270401540卸载0133270407543第三次加载0132267404538卸载2141269404539表2-2 不同接桥方式的应变值单位：序号接桥图式应变读数桥臂系数备 注a5371不能消除拉（压）影响；能消除温度影响b6381+不能消除扭转的影响c10822能消除拉压影响d90应变相同，测不出应变变化e11172（1+）能消除扭转的影响f21584能消除拉压的影响表2-3 作多点测量时各点的应变值单位：测点123456荷载(N)0400040004000400040004001加、卸载0532-17-7536-100-93-1-28-549-27-65-643-1070820增量532549543546-93-92-521-522-578-5368282平均540544-93-521-557822加、卸载0524-20-7533-120-951-28-5509-65-6453600810增量524544540545-95-96-522-559-580-10058181平均534542-95-540-762813加、卸载-20529-2-16528-15-1-94-210-5137318-2143870810增量549531544543-93-92-523-520-532-6018181平均540543-93-521-56781平均值538543-94-527-56281五、实验报告（至少应包括以下内容）试述桥臂系数的物理意义。桥臂系数的物理意义：惠斯顿电桥有源工作臂是数目，也就是对于一次测量的结构相对于测量单个应变片扩大或缩小的系数。将附表1-3 的数据自行对比，并与理论计算值对比，分析诸纵、横向片间的差异的原因。 测点1、2、4、5的绝对数值接近，3、6的绝对数值也接近，这是因为1、2、4、5分别测的是杆件的轴向拉压应变，而3、6测量的是横向的泊松应变。1、2测点数值绝对值只和和4、5测点和相近，而4、5测点绝对值之差比1、2测点的大，说明存在扭转的影响。纵向片的差异也是因为此。M=NL=400.3=12 N/m， I=112bh3=1/120.04580.003783=2.06110(-10) = hM/2I= 110.02Mpa =/E= 524 而上面的平均值也为540， 故误差为：540-524524=3.05% 5%， 适应工程要求。 出现上面误差的原因是：测量误差，应变片可能没有贴好而存在的相对滑移，计算的数据存在测量误差，材料本身的不确定性,弹性模量的不准确性等。根据附表1-3 的数据计算等强度梁材料的弹性模量和泊松比，并与理论值比较，讨论它们之间的差异。由上面的公式和推导，方法相似得到E=2.061011 Mpa，=0.172. 出现差异的原因和上题类似。（等强度梁的材料的参数：b=4.58cm、h=0.378cm、L=30cm）简述温度效应及消除方法。_温度效应;接入电桥的电阻应变计