第6章 电测法ppt课件.ppt

《第6章 电测法ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章轧制测试技术的电测方法非电量电测法的测量系统非电量电测法就是利用一些物理现象将被测量的非电量转换成电量，再经过电子仪器放大、记录(显示)，得到与非电量成比例的曲线，经过标定即可得到非电量的大小。现测力为例．说明其转换过程如下：(—)测量系统的组成：1．传感器它的作用是将感受到的非电量转换成电量，以便进一步放大、记录或显示。实现这种转换作用的装置叫做传感器。它由两部分组成：一部分是直接承受非电量作用的机械零件或专门设计的弹性元件；另一部分是敏感元件(例如，电阻应变片等)。2．电阻应变仪它的作

2、用是将传感器输出的微弱信号进行放大，并以电压或电流形成式输出，以推动指示器或记录器工作。例如，YJ—5型静态电阻应变仪、Y6D—3A型动态电阻应变仪等。3．记录器或指示器它的作用是记录和显示被测信号，供进一步分桥和数据处理之用。它可以是—般的电气仪表，也可以是笔录仪、光线示波器、磁带记录器等。(二)对测量系统的要求为了正确地进行信号转换，对测量系统各组成部分提出如下要求：1．灵敏度高在整个测员范围内，应有足够大的输出信号。2．振幅特性好在整个测量范围内，输出与输入应保持线性关系，非线型失真要小。

3、3．频率特性好对信号中的各种频率成分应保持相同的转换系数，不能因频率不同而异。4．稳定性好在测量过程中，零点、灵敏度、转换系数等不应随环境条件变化而波动，对周围的各种干扰应有较好的抑制力。(三)电测法的特点1．灵敏度高用应变片和应变仪目前可则到5个微应变(5×10-6)甚至可以精确到1个微应变。2．精度高在一般条件下，常温静态应变测量可达到1％的测量精度。3．尺寸小、重量轻基长最短者达0.3毫米，基宽最窄达1.4毫米，中等尺寸的应变片为0.1～0.2克。对于测量的试件来说，可以认为它没有惯性，故

4、把它粘贴在试件表面上之后，不影响试件的工作状态和应力分布。4．频率响应快由于应变片的重量很轻，在测量运动件时，其本身的机械惯性可以忽略，故可认为对应变的反应是立刻的。可测量的应变频率范围很广，从静态到致十万赫的动态应变乃至冲击应变。5．测量范围广不仅能测量应变，而且能测量力、位移、速度等。不仅能测量静止的零件，而且也能测量旋转件和运动件。6．能多点、远距离、连续测量和记录它易于实现自动化、数字化和遥测。电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变

5、敏感元件构成。当被测物理量作用在弹性元件上时,弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化,通过转换电路将其转变成电量输出,电量变化的大小反映了被测物理量的大小。6.1  电阻应变式传感器的工作原理返回1、应变效应当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。2、电阻应变片的结构和工作原理1）应变片的结构由敏感栅1、基底2、盖片3、引线4等组成。这些部分所选用的材料将直接影响应变片的性能。因此，应根据使用条件和要求合理地加以选择。6.2  电阻应变片的工作原

6、理4231电阻应变片结构示意图bl栅长栅宽2）电阻-应变特性设有一根长度为l、截面积为S、电阻率为ρ的金属丝，其电阻R为两边取对数，得等式两边取微分，得——电阻的相对变化；——电阻率的相对变化；——金属丝长度相对变化，用ε表示，ε=称为金属丝长度方向上的应变或轴向应变；——截面积的相对变化。dr/r为金属丝半径的相对变化，即径向应变为εr。S=πr2dS/S=2·dr/rεr=–με（μ为泊松比）由材料力学知将微分dR、dρ改写成增量ΔR、Δρ，则金属丝电阻的相对变化与金属丝的伸长或缩短之间存在

7、线性比例关系。比例系数K称为金属丝的应变灵敏系数。物理意义：单位应变引起的电阻相对变化。K由两部分组成：前一部分是（1+2μ），由材料的几何尺寸变化引起，一般金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6；后一部分为，电阻率随应变而引起的（称“压阻效应”）。对金属材料，以前者为主，则K≈1+2μ；实验表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成正比。通常K在1.8～3.6范围内。对于应变片有式中，k—应变片的灵敏系数，由实验求得。ε—试件的应变，是无量纲的量。常用微应变表示“με”1微应变相

8、当于长度为1米的试件其变形为1微米时的相对变形量。1με=10-63）应变片测试原理在外力作用下，被测对象产生微小机械变形，应变片随着发生相同的变化，同时应变片电阻值也发生相应变化。当测得应变片电阻值变化量为ΔR时，便可得到被测对象的应变值，根据应力与应变的关系，得到应力值σ为σ=E·ε一、电阻应变片的种类6.3电阻应变片的种类、材料1.丝式应变片金属丝式应变片有回线式和短接式二种，如图2.3所示。但回线式最为常用，制作简单，性能稳定，成本低，易粘贴，但其应变横向效应较大。短接式应变片两端用直