工程测试第四九章

工程测试第四九章第1页，共39页，2023年，2月20日，星期四3.直流电桥工作特性第2页，共39页，2023年，2月20日，星期四1）半桥单臂令

则第3页，共39页，2023年，2月20日，星期四2）半桥双臂令

则第4页，共39页，2023年，2月20日，星期四3）全桥令

则第5页，共39页，2023年，2月20日，星期四结论（电桥的和差特性）：*相邻臂符号同，输出为两半臂各自输出之差；相邻臂符号反，输出为两半臂各自输出之和。*和差性质的应用例：温度补偿；应变测力组桥第6页，共39页，2023年，2月20日，星期四4.电桥零位平衡调节第7页，共39页，2023年，2月20日，星期四二.交流电桥

1.平衡条件第8页，共39页，2023年，2月20日，星期四2.几种交流电桥

1）电容电桥平衡条件第9页，共39页，2023年，2月20日，星期四

2）电感电桥平衡条件：

第10页，共39页，2023年，2月20日，星期四

测量的意义：1.分析零件或结构的受力状态及工作状态的可靠性程度，2.验证设计计算结果的正确性，3.确定整机在实际工作时负载情况等。4.实现应力、功率、力矩、压力等量的间接测量第九章应变力和转矩的测试第11页，共39页，2023年，2月20日，星期四第一节应变、应力测量1.应变、应力测量方式2.测量用仪器*静态电阻应变仪：用于静态载荷作用下的应变或变化十分缓慢的应变的测量；*静动态电阻应变仪：用于静态应变测量为主，兼作200Hz以下的低频动态测量；*动态电阻应变仪：用于0-2kHz范围的动态测量，这类应变仪通常具有4~8个通道；*超动态电阻应变仪：用于测量0~20kHz的动态过程和爆炸、冲击等瞬态变化过程。第12页，共39页，2023年，2月20日，星期四3.应变仪的电桥特性第13页，共39页，2023年，2月20日，星期四4.应变片的布置及组桥

1）选择主应力最大点为贴片位置，。

2）试件贴片位置的应变与外载荷应线性关系。

3）合理应用电桥和差特性与试件的变形特性进行布片组桥。*布片组桥例：第14页，共39页，2023年，2月20日，星期四第15页，共39页，2023年，2月20日，星期四5.应变式应力的测量

*应力测量原理；测量出受力物体的变形，再用胡克定律算出待测力的大小。*适用条件：线弹性范围、单向或双向应力状态。*特点：方法简单、性能稳定，技术成熟、应用广。

1)单向应力状态沿应变方向布片，测取应变值，再用胡克定律求出应力

第16页，共39页，2023年，2月20日，星期四2)平面应力状态（1）主应力方向已知

*布片方式沿两个相互垂直的主应力方向各贴一片应变片R1和R2，另设温度补偿片Rt，分别与R1、R2接成相邻半桥，就可测得主应变和，用下式计算主应力。第17页，共39页，2023年，2月20日，星期四*应力计算

由所测得主应变

和，用以下式求主应力（2）主应力方向未知

在待测点，任选三个方向，按图示方式布片，测得三个应变，进而可求出该点主应力。第18页，共39页，2023年，2月20日，星期四6.影响测量的因素及其消除方法1）温度的影响及温度补偿（1）温度自补偿应变片，（2）采用电路补偿法

电路补偿法需满足以下三个条件①工作片和补偿片必须是相同的。②补偿材质和待测试件的材质必须相同。③工作片和补偿片的温度条件必须相同。第19页，共39页，2023年，2月20日，星期四

2）减少贴片误差

3）应变片实际工作条件和额定条件应一致。

4）排除测量现场的电磁干扰

5）测点的选择第20页，共39页，2023年，2月20日，星期四

第二节力的测量

1.常用的测力方法

1）用已知力去平衡待测力；

2）通过测量一个在被测力作用下的已知质量的物体的加速度测力；

3）通过测量由被测力产生的流体的压力测力；

4）通过测量在待测量作用下的张紧弦的频率测力；

5）通过测量在待测量作用下的弹性元件的变形测力。第21页，共39页，2023年，2月20日，星期四2.几种常用力传感器的介绍

1）弹性变形式力传感器（1）电阻应变式力传感器第22页，共39页，2023年，2月20日，星期四第23页，共39页，2023年，2月20日，星期四（2）差动变压器式力传感器第24页，共39页，2023年，2月20日，星期四

（3）压磁式力传感器第25页，共39页，2023年，2月20日，星期四（3）压电式力传感器第26页，共39页，2023年，2月20日，星期四

3.空间力的测量

1）应变梁式三分力测力元件第27页，共39页，2023年，2月20日，星期四

2）压电式三分力测力元件第28页，共39页，2023年，2月20日，星期四3）空间测力装置第29页，共39页，2023年，2月20日，星期四4.测力传感器的标定（1）静态标定*标定目的确定传感器静态特性的各项性能指标，如静态灵敏度、线性度、回程误差、重复性、稳定性以及横向干扰等。*静态标定要求通常在特制的标定台上进行。其力值必须符合计量部门有关量值传递的规定，通常标准力的量值用砝码或标准测力环来度量。第30页，共39页，2023年，2月20日，星期四2.动态标定

*标定目的获取传感器的动态特性的参数如固有频率、阻尼比、工作频带、动态误差等。*标定的方法频率响应法、阶跃响应法、冲击法。第31页，共39页，2023年，2月20日，星期四第三节扭矩的测量

*常用扭矩测量方法通过测量转轴的应变、应力、相对扭转角的方法测量

1.应变式扭矩传感器

1）理论基础

2）布片与组桥

第32页，共39页，2023年，2月20日，星期四第33页，共39页，2023年，2月20日，星期四第34页，共39页，2023年，2月20日，星期四3）信号的输出（1）集流环装置第35页，共39页，2023年，2月20日，星期四（2）信号的无线传输第36页，共39页，2023年，2月20日，星期四2.利用