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1、机械工程测试技术基础实验指导书廖平滕照煦编著中南大学机电工程学院机械电子工程系2005年4月14实验一电阻应变片的粘贴及工艺一、实验目的通过电阻应变片的粘贴实验，了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用，培养学生的动手能力。二、实验原理电阻应变片实质是一种传感器，它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下，其电阻丝栅发生变形阻值发生变化，通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小，从而可计算出应力大小和变化的趋势，为分析受力试件提供科学的理论依据。三、实验仪器及材料QJ－24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应
2、变片、连接片。四、实验步骤1、确定贴片位置本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片，如图所示：2、选片1）种类及规格选择应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。常用是3*5胶基箔式。2)阻值选择：阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。3)电阻应变片的检查a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。144)配组电桥平衡条件：R1*R3=R2*R4电桥的邻臂阻值小于0.2欧。一组误差小于0.2%。在测试中尽量选择相同阻值应变片组桥。3．试件表面处理1)打磨，先粗打磨，后精
3、细打磨a.机械打磨，如砂轮机b.手工打磨，如砂纸打磨面积应大于应变片面积2倍，表面质量为Ra=3.2um。应成45度交叉打磨。因为这样便于胶水的沉积。2)清洁表面用棉花粘积丙酮先除去油污，后用酒精清洗，直到表面干净为止。3)粘贴。涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压，注意电阻应变片的正反面。反面涂胶，而正面不涂胶。应变片贴好后接着贴连接片。4)组桥：根据要求可组半桥或全桥。5)检查。用万用表量是否断路或开路，用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻，静态测试中应大于100M欧，动态测试中应大于50M欧。6)密封为了防止电阻应变被破坏和受潮，一般用AB胶覆盖在应变片上起到密封和保
4、护作用，为将来长期监测做好准备。实验二静态应变测量14一、实验目的1．通过实验掌握静态应变测量方法2．熟悉静态应变仪的使用方法3．学会静态应变测量数据处理方法二、实验仪器1．TS3861型静态应变仪静态应变仪2．等强度梁3．加载杆4．砝码三、TS3861型静态应变仪静态应变仪简介1．特点TS3861型静态应变仪是一种装有微处理芯片的数字式应变仪，通过RS232串口与计算机通讯，在Win95/98/xp操作系统平台上运行。一台计算机可控制多台应变仪,实现自动监测，图表显示，计算绘图，文件处理等多项功能。亦可脱机操作,单台使用。该仪器可广泛应用于机械、土建、车辆、船舶、铁路、桥梁、港口、堤
5、坝等工程领域对结构应力的测量分析。其外形见下图本机具有如下特点：硬件部分·恒流激励，无非线性误差。·电子开关切换，体积小，重量轻，可靠性高。·数字显示通道号，初始值，应变值。·自动平衡。·高阶低通滤波器抗干扰能力强。·采用金属接线柱接线，性能可靠，使用方便。软件部分·中文Win95/98/2k/XP菜单操作系统14·12点棒图，数字监视图，X-Y监视图，T-Y监视图·定时测量，数字比较器测量·数据打印，应变花计算2技术指标1）测点数：每台12点，RS232串口级联可扩展至240点2）桥路形式：半桥（公共补偿片），半桥，全桥3）桥路激励：恒流源1～8mA4）桥路电阻：120Ω，350Ω，
6、500Ω，1000Ω5）测量范围：±19999με6）误差：±0.3%±2字7）平衡方式平衡范围：±19999με平衡模式：初始值记忆，自动扣除9）灵敏系数：1.00～9.9910）采样速率:2点/秒11）稳定度:±3με/2h.1με/℃12）接口:RS232串行接口13）工作环境:0～40℃；20～85%RH14）尺寸:264(宽),63(高),220(深)mm(不含突出部分)15）质量:约3kg3工作原理本仪器由精密恒流源,多路切换开关,前置放大器,低通滤波器,A/D转换器,单片机,显示电路,电源等部分组成见方框图。本机桥路激励采用恒流源模式,电子开关切换测点,电路新颖,工作合理
7、。图2为单片工作简图，图3为其中一路的等效电路图中14Rk——切换开关等效电阻RL——应变片引线电阻Rg——应变片电阻IB——恒定电流源在图3回路中,电流恒定不变,信号从C点输出。开关等效电阻Rk的影响被排除,引线电阻RL固定不变,对输出无影响,也无需长导线修正。只要测出ΔRg即等效了应变的测量。根据应变片原理由于采用恒流激励则由上式可见U和K为常数。只要测出ΔU就可换算成相应的应变值,这里不存在非线性误差。本仪器桥路平衡采用初值扣除的方法,测
