.04.1~2结构试验测量技术.ppt

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1、第4章结构试验量测技术(重点)内容：应变测量，位移与变形测量，力的测量，裂缝及其他物理量测定。基本要求：1．熟练掌握应变测量的基本原理与电阻应变片的粘贴使用技术；2．掌握各种电测传感器的工作原理、适用范围以及优缺点，为试验观测设计、仪表选择提供必要的知识准备；3．了解常用机械仪表的工作原理；4．了解先进的测试设备与量测技术，如数据采集与处理系统的应用，以及量测技术的发展方向。重点：应变量测原理与技术，常用力、位移与变形量测仪器的工作原理及技术性能选择。难点：实用电路与电阻片粘贴量测技术。荷载或环境作用：力、位移、温度等；（INPUT）试件的响应：应变、应力

2、、裂缝、位移、加速度等。（OUTPUT）通过对输入与输出数据的量测、采集和分析处理，可了解试件系统的工作特性，从而做出定量的评价。4.1概述为了采集到准确、可靠的数据，应该采用正确的量测方法，选用可靠的量测仪器设备。4.1.1数据量测与采集方法（技术发展）(1)人工测量、人工记录：直尺测量变形；(4)自动化数据采集系统测量、记录、处理。(3)仪器测量、记录：X-Y记录仪；(2)仪器测量、人工记录：应变仪配应变计、位移计测量应变或位移；4.1.2数据采集的仪器分类传感器：感受各种物理量（力、位移、应变等），并把它们转换成电信号或其它容易处理的信号。放大器：把

3、传感器传来的信号放大，使之可被显示和记录。显示器：把信号用可见的形式显示出来。记录器：把采集到的数据记录下来，作长期保存。分析仪器：对采集到的数据进行分析处理。数据采集仪：自动扫描和采集。数据采集系统：集成式仪器（集上述所有功能为一体）。可自动扫描、采集及数据处理。1.按功能划分2.按工作原理划分机械式仪器：纯机械传动、放大和指示。电测仪器：利用机电变换，并用电量显示。光测仪器：利用光学原理转换，放大和显示。复合式仪器：由两种以上工作原理复合而成；伺服式仪器：带有控制功能的仪器。3.按用途划分应变计位移传感器测力传感器倾角仪频率计测振传感器等。直读式与自动

4、记录式模拟式和数字式5.按记录与显示方式分划分4.按仪器与结构的关系可分附着式与手持式接触式与非接触式绝对式与相对式最小分度值(刻度值)：仪器所能指出的最小测量值。量程：测量范围。灵敏度：被测量的单位变化引起仪器示值的变化。滞后：一个量程反复后仪器输出的最大差值。4.1.3量测仪表的主要性能技术指标精确度：指示值与测量值的符合程度。smax=（M/I）ymaxM4.2应变测量应力求应力知到应变就可以了！！！应变02468102030s(MPa)e10-3应力-应变关系测量应变的办法：在试件上边缘贴电阻应变片使应变片与试件上边缘产生相同的应变。而应变片具有应

5、变效应：铜丝的电阻随其变形而发生改变。应变测量原理:在预定的标准长度范围内(标距L)，量测长度增量的平均值⊿L，由下式求得ε。应变量测的实质：量测标距L的变化增量△L。标距L的选择方法：对于应力梯度较大的结构和应力集中的测点，标距应尽量小。对某些非均质材料组成的结构，应有适当范围。4.2.1电阻应变计金属丝的电阻R、长度L和截面面积A的关系：电阻变化率为：泊松定理泊松比为常数金属材料常数常数4.2.2电阻应变片的构造、分类与粘贴工艺1.构造：由敏感栅、基底、覆盖层和引出线组成。敏感栅：应变变换成电阻变化量的敏感部分；金属或半导体材料制成的单丝或栅状体；栅长

6、L和栅宽B代表应变片的标称尺寸，即规格。基底和覆盖层：起定位和保护电阻丝，使电阻丝和被测试件之间绝缘；基底尺寸代表应变片外形尺寸。粘结剂：具有一定电绝缘性能的粘结材料。将敏感栅固定在基底上，或将应变片的基底粘贴在试件的表面。引出线：采用镀银、镀锡或镀合金的软铜线制成；在制造应变片时与电阻丝焊接在一起；通过测量导线接人应变测量桥。2.电阻应变片的分类基底材料纸基胶基使用极限温度低温常温高温丝式箔式半导体栅极1）标距：2）规格：3）电阻值：3.应变片技术指标5）灵敏系数：6）温度适用范围：4）精度等级：3.应变片粘贴工艺1）选、分应变片：2）选择粘合剂：3）测

7、点表面清理：4）应变片的粘贴与干燥：5）焊接导线：6）应变片的粘贴质量检查：7）防潮和防水处理：4.2.3电阻应变仪的测量电路（偏位法）K=2.0,被测量的应变为10-6～10-3时，电阻变化率为:微弱的电信号的检查很困难，故必须采用某种手段将之放大。理解桥路：B、D端量电器内阻无穷大，不分流。I1=I2，I3=I4UACUBDACBDR1R2R3R4I1I2I3I4初始时R1=R2=R3=R4，当电阻R1变化△R1，其它电阻均保持不变情况下，分析UBD的变化：UACUBDACBDR1R2RR初始时R1=R2=R3=R4，当电阻R1变化△R1且电阻R2变化

8、△R2时，而其它电阻均保持不变情况下，分析UBD的变化：UACUB