机械工程测试技术9.2.49.3专用教学课件-1654

1、机械工程测试技术9.2.4-9.3专用课件圆柱式弹性元件 分实心和空心两种对直径的下限控制：实心空心9.2 应力测量在载荷 作用下，在弹性范围内有：为了减少端面上接触摩擦和载荷偏心对变形的影响，一般应使。但是高度太大时，弹性元件固有频率降低，横向稳定性变差。弹性元件高度取实心空心应变计应贴在应力均匀的圆柱体中部，尽可能消除偏心和弯矩的影响。 【如在圆柱表面中部对称贴片； 桥臂上R1和R3、R2和R4串联，并接于相对桥臂上】可测 0.13000 吨的载荷，常用于大型轧钢设备的轧制力的测量。 应变片基底长9.2 应力测量梁式弹性元件等截面梁等截面梁在端点的力 的作用下，悬臂梁受弯矩，贴片点的上表面

2、应变：9.2 应力测量所以，梁内各横截面的应力相等，其应变为:等强度梁常数等强度梁9.2 应力测量代入上式特点：易于加工，灵敏度高，适于测几克500kg范围的力。梁的结构在相同力 的作用下产生的挠度比悬臂梁的要小。双端固定梁双端固定梁9.2 应力测量梁的两端都固定，中间加载荷。属于静不定结构，其应变公式直接给出：受径向力 时，圆环上各点的应变不同，且点 处的应变为零。在水平中心线上有最大应变，即式中 圆环外径； 圆环壁厚； 圆环宽度。环式弹性元件圆环式9.2 应力测量124B39.63一侧固定，另一侧受切向力 作用。此时， 点应变等于零。9.2 应力测量578639.6AA若同时作用有 和 时

3、，则按上述方法布片，并按图组桥 ，可不受干扰测得这两个力。测测9.2 应力测量八角环式圆环不易固定，实际常用八角环。其【贴片处】厚度为，平均半径为 。当 时，零应变点在 处。 八角环式弹性元件的布片和组桥9.2 应力测量下图是变了形的八角环式。9.2 应力测量测力 时，应在水平中心线（此处受力 作用时产生最大应变）处，并成斜向 布片组桥【图9-18g】。由 与水平反向约束反力 所形成的剪切效应使此处主应力沿此方向。【图9-18g】例如切削测力仪可以通过适当的桥路分别测量主切削力、 进给抗力和吃刀抗力，同时排除其他因素的影响。9.2 应力测量切削测力仪 贴片方向为 。切削测力仪的布片和组桥9.2

4、 应力测量轮辐式弹性元件形状类似带辐条的车轮，沿其轴向受载。9.2 应力测量轮辐式弹性元件的结构和组桥方式 9.2 应力测量轮辐式弹性元件轮辐式弹性元件的结构由材力知：辐条的最大剪切应力为：最大弯曲应力为：令 则有：说明：剪应力所占比例与 有关。9.2 应力测量为了使弹性元件具有足够的输出灵敏度而又不发生弯曲破坏，辐条的厚度与长度的比值一般应在以下范围内选择。轮辐式弹性元件的特点：轮辐式弹性元件形似带有辐条的车轮， 辐条按剪切方式工作 。应变片沿轮辐轴线成 角的方向贴于梁的两个侧面。 剪切受力的弹性元件具有： 对加载方式不敏感、侧向稳定、抗偏载、外形矮等特点。 9.2 应力测量9.2.4.2其

5、他测力传感器电容式测力传感器结构简单，灵敏度高，动态响应快， 但是由于电荷泄漏，不适宜静态力的测量。电容式力传感器9.2 应力测量特点是体积小、动态响应快，但也存在电荷泄露，不适宜静态力的测量。使用中应防止承受横向力和施加预紧力。压电式测力传感器9.2 应力测量29 #压磁式测力传感器 在压磁式测力传感器中，外力通过弹性支架对压磁元件加载。绕组中产生感应电势，且作用力 愈大，感应电势愈大。9.2 应力测量9.2 应力测量9.2 应力测量可以进行数千吨力的测量，适用于大型轧钢机的轧制力测量。输出电势较大，甚至只需滤波整流，无需放大处理。 使用中应防止有侧向力干扰，而破坏硅钢的叠片结构。 特点差动

6、变压器式力传感器差动变压器式测力装置工作温度范围较宽，为了减小横向力或偏心力的影响，传感器的高径比应较小。9.2 应力测量原理在外力 作用下，变形使差动变压器的铁心介质微位移，变压器二次侧产生相应电信号。9.3扭矩测量测 方向的应变测两截面的相对转角9.3.1应变式扭矩测量的机理由材料力学的平面应力胡克定律公式得：或进而可求得作用在转轴上的扭矩为： 贴片、组桥见图9-28有线传输集电装置由两部份组成：与应变片相连，随旋转件转动的（集流）滑环；与外部测量仪器相连，压靠在滑环上的（拉线）电刷。9.3扭矩测量拉线式集电装置9.3.2扭矩信号的传输采集旋转传动轴应变量的主要问题是解决其应变信号的传递

7、有线传输和无线传输两种方法 。拉线式集电装置拉线式集电装置9.3扭矩测量安装时应注意事项滑环不得松动，滑环的四个滑道，特别是端头焊点应光滑平整， 滑环与转轴严格垂直；拉线在转轴上的包角太小，转轴有径向跳动会脱离接触。 包角太大，磨损过快。一般应在 之间；拉线弹簧张力太小，接触电阻加大，甚至接触不好； 张力太大， 磨损过快；拉线固定方式应 视现场条件而定， 对于高速转轴或正反换向转轴应双端固定。9.3扭矩测量拉线式集电装置电刷式集电装置电刷式集电装置分为径向式和侧向式。滑环与电刷接触，接触电阻小，许用速度较高。电刷式集电装置9.3扭矩测量轧机扭矩测量的现场9.3扭矩测量无线传输方式有电波收发方式和光电脉冲传输方式两种。电波收发方式 测量系统需要有可靠的发射、接收和遥测装置， 容易受到干扰。光电脉冲方式 把测试数据数字化后 通过光信号从转动的测量盘传送到固定的接收器上， 然后经解码器后还原所需信号，抗干扰能力较强。9.3扭矩测量扭矩信号无线传输的结构方式9.3扭矩测量9.3.3扭矩的标定 直接标定法 在现场对所测轴施加已知力矩。 间接标定法 模拟小轴法。 小轴的直径小于实测轴的直径，材质必须相同的。 要求粘贴在小轴上应变片、贴片工艺、组桥、仪器及导线 均与实测轴一样。 将小轴加载，做出标定曲线。 对小轴施加已知扭矩，有9.3