应力测量技术-培训资料 PPT课件

工程中的应力测量技术 1 概述 为什么要进行应力的测量 2 概述 基本应力测量系统 处理 FFT IFFT AD 3 主讲内容 应变片电桥 4 应力和应变 L L 5 应变片的基本形式 6 应变片感应原理 L L 粘贴在被测体上 与被测体具有相同的应变 7 应变片的感应误差 应力波 应变片 l 敏感栅 基底层 粘贴层 用一定面积上的平均应力来评价某一点的应力 固有误差敏感栅与被测体间并非无缝贴合 存在动态响应误差人为误差 8 电桥 应力测试信号转换原理 R1 R2 R4 R3 eo ex I1 I2 9 电桥 应力测试信号转换原理 R1 R R2 R4 R3 eo ex I1 I2 电桥平衡条件 当某一电阻阻值发生变化时 除了应力 电桥还可以用来测量什么 10 应用电桥应特别注意的问题 R1 R R2 R4 R3 eo ex I1 I2 除了应力 电桥还可以用来测量什么 只要可以有规律性的引起桥臂电阻发生变化的都可以 温度与应力在电阻直流电桥中是一对冤家 温度漂移是应力测量系统中需要着力对付的一个问题 11 电桥电压输出的和差规律 R1 R1 eo ex R2 R2 R3 R3 R4 R4 相邻两桥臂电阻同时变化所产生的电压输出为该两桥臂单独引起输出电压之差 相对两桥臂电阻同时变化所产生的电压输出为该两桥臂单独引起输出电压之和 12 实际应用中电桥的工作方式 半桥单臂 1 4桥 半桥双臂 半桥 全桥 13 直流电桥的平衡 平衡的目的 无应变时 使输出电压为零两种方法 调节各桥臂电阻 使桥路满足 对输出电压进行调轨 14 直流电桥的平衡 桥臂电阻调节方式 串联平衡 差动串联平衡 并联平衡 并联差动平衡 15 直流电桥的平衡 输出电压调轨方式 差动放大后 用加法电路进行输出电压的调轨 eo Vshunt 16 电桥的灵敏度 或 灵敏度定义 利用电桥电压的和差规律 17 提高灵敏度的途径 提高桥压 应用标称阻值较小的应变片 应用较多的工作片 S1 S2 2S1 S2 4S1 18 提高灵敏度的途径 通过提高桥压来提高灵敏度会带来什么问题 通过减小应变片阻值会带来什么问题 实际应用中 桥压的提高受到限制 提高灵敏度一般通过应用较多工作片的方式 应变片发热 引起温度漂移电流增加 功耗增大 19 电桥灵敏度的调节 为什么要调节灵敏度 对信号进行衰减 以免超出后续电路的信号调理范围微量的灵敏度调节可在应变和输出之间建立一种简便的计算关系 常用于控制系统 灵敏度取决于 桥压 可调节 工作应变片的数目和连接形式 连接后固定而无法调节 20 电桥灵敏度的调节 Rs 21 远程测量时电桥的补偿 传感器端温度发生变化 导致温度漂移 22 远程测量时电桥的补偿 利用和差规律将相邻桥臂的电缆引出 使之具有相同的长度 并处于同一个温度场中 构成补偿电路 23 电桥的标定 Ra 在开始进行实际应变的测量之前 通过人为的改变某一桥臂上的电阻 观察系统的输出是否符合既定的电压值 24 实际应用中的多功能电桥电路 平衡调节灵敏度调节校正电路 25 常用术语 BridgeArmResistorBridgefactorCalibrationStrainBridgeCompletionResistorExcitationVoltageFull bridgeGagefactorHalf bridgeInputImpedanceMicro strai