材料力学电测实验部分

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1、材料力学电测实验部分电测实验概论弯曲应力与桥路实验工程力学系固体力学实验室http://www.ntfem.tsinghua.edu.cn概述电测法的基本原理：电阻应变测量（简称电测法）原理是用电阻应变片作为传感元件，将被测构件表面的物理量、力学量、机械量等非电量转换成电量进行测量的一种实验方法。被测构件电阻片电量光、电、机械传感器测量仪器数据采集与处理预测量物理参量力学参量机械参量生物参量电压电流桥路与弯曲应力实验实验目的；电测法基本原理；实验装置及仪器设备；实验内容及要求；实验原始数据；实验报告要求。一.实验目的测定矩形梁在横弯条件下指定截面的应力分

2、布规律，并与理论值进行比较；利用已有布片方案进行各种组桥，并比较不同组桥方式的测量结果，学习提高测量灵敏度的方法，并计算出各种组桥方式下的桥臂系数B；初步掌握电阻应变仪的使用方法及电子拉力机的操作。二.实验装置简图高度h，（中间电阻片间距8mm，上下片距边缘4mm。）宽度b自己量测；跨度L，支点到截面距离a要校准。L=560a=200hbYP图示分布规律Mxl/2Pl/4M-x弯距图1234567布片图应力分布图应力状态-σ+σσσ1.基本计算公式1.弯曲正应力公式：2.虎克定律：Jy单片应变花2.传感元件常用电阻应变片3.电阻片的工作原理金属丝的电阻应

3、变效应电阻应变片主要是根据金属丝的电阻应变效应的物理学原理工作的。由物理学可知，导线电阻的表达式：我们将电阻应变片粘贴在受载构件上，当受到拉伸时金属丝将被伸长电阻值随之增加，同理受到压缩时电阻值将减小，可见电阻值随变形而发生变化。由实验可知，当变形在一定范内，线应变与电阻变化率之间存在线性关系。即：目前的应变仪均采用惠斯通电桥电路测量应变片的阻值变化。四臂电桥如图所示：式中：1、2、3、4分别代表R1、R2、R3、R4四个应变片所感受的应变值，我们称此式为电桥的加减特性。4.应变仪电桥的工作原理引起应变片产生应变的因素：机械变形ε、温度变化εT。

4、几种常用的组桥方式：1.单臂测量：桥路中只有一个桥臂参与构件的机械变形。2.半桥测量：桥路中相邻的两个桥臂参与构件的机械变形。3.对臂测量：桥路中相对的两个桥臂参与构件机械变形。4.全桥测量：桥路中四个桥臂全部参与构件机械变形。单臂（¼桥）测量在AB桥臂上接入工作片，BC桥臂上接入补偿片，温度影响将互相抵消。半桥测量在AB，BC两个臂上分别接上工作片，温度影响将互相抵消。对臂测量在AB，CD两个臂上接工作片，BC，DA接温度补偿片。四个臂的电阻同处一个温度场，温度影响相互抵消。全桥测量电桥的四个臂上接工作片，都参与机械变形，同处一个温度场，温度影响相互抵

5、消。YE2539高速静态应变仪简介应变仪的使用主要技术指标：量程：0~±19999με分辨率：1με精度：0.2%FS±2με零漂：≤±3με/4h非线性：≤±0.05％灵敏系数：1.00~9.99桥路电阻：60~1000Ω桥路形式：全桥、半桥、1/4桥、对臂自动平衡：平衡范围0~±19999με供电：DC6~15V最大测点数：1000点YE2539高速静态应变仪电源总开关电源插座与计算机的通信接口测量单元，共六组应变测量单元测量单元编号电源开关公共补偿片通道测量通道，每个单元各有10个通道（0~9）。通道介绍在B与B’断开时，即将短接片抽开；每个通道

6、都是一个独立的惠斯通电桥，可以组单臂、半桥、对臂、全桥等桥路。一个通道放大图单臂（共用补偿片）测量接线方法AB公共补偿片通道B’公共补偿片在接1/4桥时，B与B’必须短接，工作片分别接在各个通道的A、B接线端子上，温度补偿片接在B、C上或接在公共补偿通道上；启动测试系统软件用鼠标双击该图标联机参数设置界面联机后，计算机自动检测到的测量单元编号重新联机检测连接形式设置选择与接线相对应的组桥方式：1-1公用补偿的¼桥1-2半桥1-4对臂1-5全桥自动平衡主界面此功能作用是读取各通道的初始不平衡值，用以修正测量的结果。测量界面此功能作用是供手动测量用，测量的数

7、据将自动保存到计算机中。点击此图标对选中测点扫描采样。在表格中显示一组测量数据。分别在初载与末载时进行采样，初载时要先进行自动平衡操作，末载时千万不要再进行自动平衡操作！点击此图标进入“扫描采样”测量状态-326-331320327180-2931测点参数设置界面自动平衡界面三.实验内容及要求测量矩形截面梁指定截面的应力分布。9枚电阻片进行单臂测量(共用补偿片)，要求每枚电阻片不少于2遍有效差值。半桥、对臂、全桥任意选择组一种桥路。要求测试不少于2遍.3.利用梁上下表面各两片电阻片按下列方式进行测量，求出该截面最大应变max，及各种组桥方式下的桥臂系数

8、B：半桥测量：两片工作片，选所感应的应变值符号相反，大小相等的；对臂测量：两片工