应力应变测量.

1、应力和应变测量，在工程中，应力和应变是常用的力学参数。通过测量机械零件和结构的应变和应力，可以分析它们的应力和工作状态，验证设计计算，确定一些物理现象的工作过程和机理。第一节应变和应力的测量应力是一个重要的力学量，它表征了构件的载荷状态、载荷水平和强度能力，因此应力测量是测量其他力参数的基础。应力测量是先测量应变，然后计算应力。(1)应变测量，常用的测力方法是用应变片和应变片测量构件的表面应变。电阻应变片，u，测量电路，1应变测量原理，应变片粘在试件上，当试件变形时，应变片的电阻值也随之变化。显示和记录第一部分电阻应变计第一部分电阻应变计传感器可用于测量应变、力、位移、加速度、扭矩和其他参数。

2、它具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用方便等优点。它广泛应用于航空、船舶、机械、建筑等行业。电阻应变传感器可分为金属电阻应变芯片和半导体应变芯片。第1节电阻应变仪1。金属电阻应变计常用的金属电阻应变计有金属丝和箔片。其工作原理是基于应变仪机械变形时电阻值的变化。电阻丝应变仪(又称电阻丝应变仪)出现较早，现在仍被广泛使用。典型结构如图所示。高电阻率金属线(康铜或镍铬合金等)。)缠绕成网格形状，粘贴在绝缘衬底和覆盖层之间，并通过引线连接到电路。第一电阻应变片，金属箔应变片，用栅网金属箔代替栅网金属线。金属箔栅采用光刻技术制造，适合大规模生产。线条均匀，尺寸准确，电阻一致性好。箔厚约110米，散

3、热性好，附着力好，应变传递性能好。因此，目前使用的多系统金属箔应变仪。电阻应变片(片)，(1)线绕电阻应变片，由直径为0.003mm0.01mm的合金丝制成，缠绕成网格状；(2)用光刻和刻蚀工艺制作的箔栅箔电阻应变片。8、电阻应变计类型，根据基底上敏感网格的数量：单轴应变计、多轴应变计。单轴应变仪、双轴应变仪90应变花、双轴应变仪(90应变花)、三轴应变仪(45应变花)，单轴应变仪敏感网格只有一个轴，用于测量单向应变。电阻应变计类型、l、电阻应变计工作原理、应变计感受的应变、第一电阻应变计、RlA当每个可变因子分别有一个增量D1、dA和d时，得到的电阻增量为：其中：A=r2，r为电阻丝的半径，

4、第一电阻应变计、或纵向应变电阻丝轴向的相对变形，或横向应变，当电阻丝沿轴向拉伸时，它将沿径向收缩，它们之间的关系是公式中电阻丝材料的泊松比；电阻丝电阻率的相对变化与电阻丝的轴向正应力有关。第一电阻应变计、E电阻丝材料的弹性模量；压阻系数，与材料有关。因此，可以得出结论，第一电阻应变仪的项目(1-2)是由电阻丝的几何尺寸的变化引起的。对于相同的电阻材料，1 12是常数。e项是由电阻丝电阻率随应变的变化引起的。对于金属电阻丝，E非常小，可以忽略不计。上述公式可以简化为：它表明电阻的相对变化率与应变、应变系数或电阻应变片的灵敏度成正比。用于制造电阻应变仪的电阻丝的灵敏度k大多在1.73.6之间。市售

5、电阻应变仪的典型电阻值为60、120、350、600和1000。其中，120是最常用的。的大小，第1节电阻应变仪，16，电阻应变仪的主要性能参数，l，b，注：R和K是电阻应变仪1的标称值、类型、材料和参数。电阻应变片的类型，各种类型的电阻应变片，不同的分类方法，如：线应变片箔应变片短路应变片敏感栅平行放置，两端用直径比栅线大510倍的镀银线短路。优点：克服了环形应变片的横向效应。缺点：由于焊点多，在冲击和振动试验条件下，焊点容易发生疲劳损伤。(2)箔式应变仪由绝缘衬底下的各种图案的电阻箔通过光刻或光刻刻蚀制成。主要优点是：制造工艺能保证敏感栅的尺寸正确、线条均匀，并能制成任何形状以满足不同的测

6、量要求；敏感栅的界面为矩形，其表面积与横截面积之比远大于圆形横截面，因此粘结面积大；敏感栅薄而宽，附着力好，应变传递性能好；良好的散热性能，允许更大的工作电流通过，从而增加输出信号；敏感网格弯头的横向效应可以忽略，蠕变和机械滞后小，疲劳寿命长。(3)薄膜应变仪薄膜应变仪是通过真空蒸发或真空沉积等方法制成的。电阻材料在衬底上制成一层各种形式的敏感栅，其厚度小于0.1米。第一节电阻应变片半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。所谓的压阻效应是指当单晶半导体材料沿某一轴向受到外力时，其电阻率发生变化的现象。根据半导体物理学，在压力、温度和光辐射的作用下，半导体的电阻率会发生很大的变化。分析

7、表明，在外力作用下，原子晶格排列规律发生变化，导致载流子迁移率和载流子浓度的变化，从而引起电阻率的变化。分析表明，在外力作用下，单晶半导体的原子晶格排列规律发生变化，导致载流子迁移率和载流子浓度的变化，从而引起电阻率的变化。(12)项是由几何尺寸的变化引起的，而E是由电阻率的变化引起的。对于半导体表面，后者远大于前者，后者是半导体应变仪电阻变化的主要部分，因此上述公式可以简化为：第一电阻应变仪、第一电阻应变仪和半导体应变仪的灵敏度是金属线电阻应变仪的50-70倍。半导体应变计的优点：灵敏度高、机械滞后小、横向效应小、体积小等。缺点：温度稳定性差，灵敏度色散大(由于晶体取向、杂质等因素)，在大应

8、变作用下非线性误差大，给使用带来一定困难。应变仪的后续电路是桥式电路。第二节应变片的主要特性，第二节应变片的主要特性，横向效应，温度误差及其补偿，第二节应变片的主要特性，(1)横向效应，敏感光栅由若干直线和圆弧段组成：沿轴向的拉伸应变，沿轴向的电阻圆弧段：沿轴向的压缩应变电阻，K，L， 应变片的横向栅部分抵消了纵向线栅部分的部分电阻变化，从而降低了整个电阻应变片的灵敏度，带来了测量误差，这与敏感栅的结构和尺寸有关。 纵向网格越窄越长，横向网格越宽越短，横向效应的影响越小。第二节，应变片的主要特性，(2)温度误差及其补偿，1 .敏感栅电阻随温度变化引起的误差。当环境温度变化时，敏感栅材料的电阻温

9、度系数为0，而当温度变化时，由于试件材料和敏感网格材料的线膨胀系数不同，应变片会产生额外的伸长(或压缩)，导致相对电阻变化、温度误差、第二节应变片的主要特性以及相应的假应变输出。由温度变化引起的总电阻变化可以得到如下：第二节应变片的主要特性，温度补偿，单丝自补偿法，自补偿法，组合自补偿法，线补偿法，电桥补偿法，热敏电阻，温度补偿，第二节应变片的主要特性，电桥补偿法，R1R，Rb-R，U0，R1R电桥补偿法具有简单方便的优点，常温下补偿效果好。缺点是在温度梯度大的情况下，很难使工件和补偿件的温度完全一致，从而影响补偿效果。第二节应变片的主要特性，应变片的自补偿方法，在被测零件上粘贴一个特殊的应变

10、片，当温度变化时，产生的附加应变为零或相互抵消，这种应变片称为温度自补偿应变片。用这种应变片实现温度补偿的方法称为应变片自补偿法。a .选择性自补偿应变片b .双金属敏感光栅自补偿应变片，第二节应变片的主要特点，a .选择性自补偿应变片，实现温度补偿的条件是当被测件的线膨胀系数g已知时，通过选择敏感光栅材料并使下列公式成立，可以实现温度自补偿。优点：加工容易，成本低，缺点：只适用于特定的样品材料，温度补偿范围窄。第二节应变片的主要特点是b .双金属敏感栅自补偿应变片，敏感栅线由两种不同温度系数的金属线串联而成，结合自补偿方法调节R1和R2的比值，可以满足温度变化产生的电阻变化。应变计的温度自补

11、偿可以通过调节两种敏感栅的长度来控制，精度可达0.45米/秒。第2节应变计的主要特性，热敏电阻补偿，T，K，Rt，URt，U=Ui-URt，K，第5节电阻应变计的应用，第5节电阻应变计的应用，第1节电阻应变计的应用。张力和弯曲共同作用下弯矩或张力的测量在P和M单独作用下，棒材上下表面的应变为：棒材的横截面积；第五节电阻应变片的应用根据叠加原理，在P和M的共同作用下，钢筋上下表面的应变为：第五节电阻应变片的应用，弯矩M的测量，测量弯矩的补片和连接桥如图所示，R1=R2=R，阻力增量R0:它具有温度补偿功能。第5节：电阻应变仪的应用。拉力p的测量。对于温度补偿，两块R2和R2”应串联在补偿板上，形

12、成一个补偿桥臂。第5节：电阻应变仪的应用。其他测量示例，1个应变力传感器，(a)实心圆柱体；(b)空心圆柱体。柱力传感器，第5节应用电阻应变片，第5节应用电阻应变片，梁力传感器，等截面梁，结构简单，加工容易，灵敏度高，适用于测量5000N以下的载荷，等截面悬臂梁，第5节应用电阻应变片，等强度悬臂梁，第5节应用电阻应变片，双端。3薄壁圆环力传感器，在外力作用下，各点的应力差很大。第五节电阻应变片BK-2S称重传感器的应用，详细介绍了该产品。它采用国际流行的双梁或剪切式S梁结构，拉压输出对称性好，测量精度高，结构紧凑，安装方便。广泛用于各种测力称重系统，如机电组合秤、料斗秤和包装秤等。电桥电压为1

13、2V直流输入阻抗38020输出阻抗35010绝缘电阻2000M工作温度-10 50。第五部分是电阻应变片的应用。BK4轮辐式传感器系列，第五节是电阻应变片的应用。膜片压力传感器，第5节电阻应变计的应用，第5节电阻应变计测量大压力、机床液压系统压力(106107帕)、火炮膛压(108帕)、动态特性和灵敏度主要由E值和材料尺寸决定。其缺点是固有频率低，不适合测量瞬态过程。第五节电阻应变片的应用，第五节电阻应变片的应用，AK-1型应变脉动压力传感器，产品特点：集外壳和膜片于一体的圆形膜片结构，体积小，安装方便，频率响应高，精度高，性能稳定可靠，适用于各种动态、静态、气体和液体介质的压力测量，第五节电

14、阻应变片的应用，第八节电阻应变片的应用。容器中的液体重量(液位)，重力加速度(米/S2)；测量溶液的密度(Kg/m3)。溶液的重量，其中Q容器中压敏膜上溶液的重量(n)；d圆柱形容器的横截面积(m2)。第5节电阻应变仪的应用9。应变加速度传感器广泛应用于低频(1060赫兹)振动测量，但不适用于高频振动和冲击。应变式加速度传感器结构示意图1等强度梁2质量块3外壳4电阻应变仪，第5节电阻应变仪的应用，YHX12-WBD-30千分表电阻应变位移传感器，10。应变位移传感器，第5节电阻应变仪的应用，11。应变式衡器的工作原理、电阻应变片材料的选择要求(1)敏感栅电阻的温度系数小，电阻与温度的线性关系和

15、重复性好；机械强度高，滚动和焊接性能好，与其他金属的接触热电势小；抗氧化性和耐腐蚀性强，无明显机械滞后。(2)应变仪的基材应变仪的基材包括纸和聚合物，纸基逐渐被胶基取代。对基材的性能有以下要求：良好的机械强度和良好的柔韧性；粘贴性能好；良好的绝缘性能；良好的热稳定性和防潮性；没有迟滞和蠕变。(3)引线材料为康铜线敏感栅应变计，引线材料为直径为0.050.18毫米的银铜线，采用点焊方式焊接。3、电阻应变片的特性及粘贴3.1应变片的主要工作参数(1)尺寸应变片距离L:沿应变片轴向敏感网格两端转折点之间的距离。栅极宽度B:敏感栅极的横向尺寸称为栅极宽度，用B表示.服务区：lb被称为应变仪的服务区。应变仪的衬底的长度LS和宽度w大于敏感栅的长度和宽度。(2)应变仪的电阻值是指应变仪未安装且未受力时室温下测得的电阻值。在相同的工作电流下，电阻值越大，允许的工作电压越大，可以提高测量灵敏度。(3)机械滞后机械滞后：对于已安装的应变仪，在恒温环境下，加载和卸载过程中相同载荷下的最大指示应变差。原因：例如，应变仪的特性不好；标本本身的材料不好；粘合剂选择不当；固化