电测法基本原理

关于电测法基本原理12一.电阻片简述电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。第2页,共21页，2024年2月25日，星期天3电阻片简图

第3页,共21页，2024年2月25日，星期天4二.电测法基本原理

实验时，将应变片粘贴在试件表面需测应变的点处和方向上，当该点沿应变片方向产生应变时，应变片也随之变形，致使应变片的电阻值产生一个变化量ΔR。

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实验证明，在一定范围内，应变片的电阻变化率ΔR/R与应变ε成正比，即：

应变方向K：应变片的灵敏系数。第5页,共21页，2024年2月25日，星期天6三.应变仪电桥原理第6页,共21页，2024年2月25日，星期天7设A、C间的电压为U，则流经电阻R1的电流为：R1两端的电压降为：第7页,共21页，2024年2月25日，星期天8同理，R3两端的电压降为：所以，B、D端的输出电压为：第8页,共21页，2024年2月25日，星期天9当输出电压△U=0时，称为电桥平衡。

由上式可知，电桥的平衡条件为：第9页,共21页，2024年2月25日，星期天10设电桥在接上电阻R1，R2，R3，R4时处于平衡状态，那么，当上述各电阻分别改变△R1，△R2，△R3，△R4时，则电桥的输出电压为：第10页,共21页，2024年2月25日，星期天11将电桥平衡条件代入上式，并略去高阶小量得：

上式代表电桥的输出电压与各桥臂电阻改变量的一般关系式，称为电桥输出公式。第11页,共21页，2024年2月25日，星期天12一般应变片标准阻值120欧姆，即代入后得到：第12页,共21页，2024年2月25日，星期天13四.全桥接线法

在测量时,将粘贴在试件上的四个相同规格的应变片同时接入测量电桥，当试件受力后，设上述应变片感受的应变分别为ε1、ε2、

ε3、ε4，相应的电阻变化率分别为△R1、△R2、△R3、△R4，则电桥的输出电压为：第13页,共21页，2024年2月25日，星期天14第14页,共21页，2024年2月25日，星期天15五.半桥接线法在进行测量时，只在电桥的A、B和B、C间接应变片，而在A、D和D、C间则应用应变仪内的两个阻值相等的固定电阻。第15页,共21页，2024年2月25日，星期天16

R1=R2=R，R3=R4，第16页,共21页，2024年2月25日，星期天17第17页,共21页，2024年2月25日，星期天18六.温度补偿片

在实验中,如果温度发生变化,应变片的阻值将随之改变,故测量结果中也将包括温度改变引起的虚假应变。为了消除温度的影响，常采用补偿片法。即在与被测试件材料相同的另一试块上，粘贴上与工作片型号相同的电阻片，并放置在与被测试件相同的环境下，且不受力。第18页,共21页，2024年2月25日，星期天19温度补偿片接法第19页,共21页，2024年2月25日，星期天20加载后：

工作片的应变：ε1=εA+εt补偿片的应变：ε2=εt由于采用半桥接法，由式子εds=ε1－ε2εd