0電阻應(yīng)變測(cè)量-簡(jiǎn)介

1、1電阻應(yīng)變測(cè)量簡(jiǎn)介電阻應(yīng)變測(cè)量簡(jiǎn)介電阻應(yīng)變測(cè)量是用電阻應(yīng)變計(jì)（即應(yīng)變片）測(cè)定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面應(yīng)變、再根據(jù)應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系，確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)的一種實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析方法。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件變形時(shí)，粘貼并固結(jié)于其上的電阻應(yīng)變計(jì)的電阻值將發(fā)生相對(duì)變化。由于在線彈性階段內(nèi)這個(gè)變化是很微小的，需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)量?jī)x器─電阻應(yīng)變儀來(lái)進(jìn)行測(cè)量。電阻應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)方框圖見(jiàn)圖3.1：一、電阻應(yīng)變計(jì)（簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)變片）一、電阻應(yīng)變計(jì)（簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)變片）應(yīng)變片在測(cè)量中能將工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)

2、件上的變形，轉(zhuǎn)換成電阻變化。由物理學(xué)可知，金屬電阻絲的電阻與其長(zhǎng)度成正比，與其橫截面積為反比。即：(1）AlR???式中：R─電阻值；??─電阻率，即單位長(zhǎng)度、單位橫截面積的電阻；l─電阻絲長(zhǎng)度；Ａ─橫截面積。當(dāng)電阻絲隨構(gòu)件受力作用而發(fā)生變形時(shí)，電阻絲長(zhǎng)度、截面積均將發(fā)生變化，電阻絲阻值也將隨之變化。在一定范圍內(nèi)，電阻絲單位電阻的變化率?R與其線應(yīng)變?ll成正比，即：(2)??????KllKRR式中：ΔR─電阻絲變形后產(chǎn)生的電阻變化量

3、；Ｋ─比例常數(shù)，亦稱(chēng)為靈敏系數(shù)。?─應(yīng)變值，常用??表示，1??＝106?。因此只要測(cè)得電阻絲的電阻變化量，通過(guò)(2)式即可得到應(yīng)變值?。為了測(cè)得工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上某點(diǎn)的應(yīng)變，將電阻絲制成的電阻應(yīng)變片（見(jiàn)圖3.2）用粘貼劑粘貼于測(cè)點(diǎn)上。當(dāng)其受力時(shí)，應(yīng)變片隨被測(cè)物體同時(shí)變形，即可測(cè)得該點(diǎn)應(yīng)變值。被測(cè)件單位電阻變化放大了的電流（或電壓）變化電阻應(yīng)變計(jì)（應(yīng)變片）電阻應(yīng)變儀記錄儀器電子計(jì)算機(jī)圖3.1塑料片膠層箔柵塑料片引出線紙片膠層引出導(dǎo)線絲柵圖

4、3.2圖3.33在對(duì)于電源E全等的情況下(即四臂電阻相等)，R1=R2=R3=R4時(shí)，將（2）式代入上式，得：(4))(44321??????????EKU2.溫度補(bǔ)償在一般情況下，粘貼于測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)變片的電阻除了因變形引起改變外，由于應(yīng)變片與構(gòu)件材料的熱膨脹系數(shù)不相等，還會(huì)產(chǎn)生因溫度變化導(dǎo)致的電阻改變量ΔRt，使電橋失去平衡。ΔRt產(chǎn)生的虛假應(yīng)變將造成測(cè)量誤差，所以必須排除。利用電橋特點(diǎn)可進(jìn)行溫度補(bǔ)償。例如在拉伸試件縱向貼上工作應(yīng)變片R

5、1，在與試件材質(zhì)相同且處于同一溫度場(chǎng)、但不受力的補(bǔ)償塊上粘貼與工作應(yīng)變片阻值、靈敏系數(shù)相同的補(bǔ)償應(yīng)變片R2（見(jiàn)圖3.5ａ）。R3和R4為儀器中精密無(wú)感電阻。當(dāng)溫度變化時(shí)，R1和R2的電阻變化率分別為ΔR1tR1和ΔR2tR2代入（4）式，兩項(xiàng)相加合為零，因此對(duì)電橋的輸出影響相互抵消，從而達(dá)到消除ΔRt產(chǎn)生的虛假應(yīng)變的目的。3.接橋方式分析(4)式可知，測(cè)量電橋的輸出電壓與?1、?2、?3、?4直接相關(guān)，測(cè)量橋具有相對(duì)臂相加(即?1?3)