《应变片的粘贴》word版

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1、课程名称：基础力学实验实验名称：应变片的粘贴和不锈钢弹性模量的测定学院：指导教师：报告人：学号:实验时间：2015年5月22日提交时间：2015年5月22日同组者姓名：13一、实验目的1、掌握电阻应变片的粘贴技术。　2、初步掌握电阻应变片的绝缘处理、防潮、接线和粘贴质量检查等基本技术。　3、了解电测应力、应变实验原理与电桥接线方法。4、测量不锈钢的弹性模量。　二、电测法实验原理电阻应变测量技术(简称电测法)，就是将物理量、力学量、机械量等非电量通过敏感元件转换成电量来进行测量的一种实验方法，又称非电量电测法。将电阻应变片粘贴在构件上，当构件受力变形时应变片也随之一起变形，应变片

2、的电阻值发生变化，通过测量电桥将电阻变化转换成电压信号，经放大处理及模数转换，最后直接输出应变值。　电测法在工程中得到广泛应用，其主要特点：　(１)尺寸小、重量轻、安装方便，对被测构件的应力分布不产生干扰。　(２)精度和灵敏度高，最小应变读数为１με。(３)测量范围广、适应性强，既能进行静态测试也能进行动态测试，频率响应范围从零到几万赫。还可以在高、低温及高压、水中等特殊条件下进行测量。　(４)可测量多种力学量。采用应变片作为敏感元件制成各种传感器可测力、位移、压强、转角、速度、加速度、扭矩等。　但电测法也有局限性，其缺点是：　(１)只能测构件表面的应变，并且是有限个点，测量数据

3、是离散的，难以得到整个应力-应变场的分布全貌。　(２)对于应力集中和应变梯度较大的部位，会引起比较大的误差。　三、实验仪器及试件：1、电阻应变片。　2、试件。　3、万用表、兆欧表。　4、电烙铁、镊子、丙酮、细砂纸、药棉等工具和材料。　5、502胶水、连接导线、704胶。　6、烘干设备。　四、电阻应变片1、工作原理　由物理学可知，金属导线的电阻为：（2-1）式中：ρ为导线材料电阻率；Ｌ为导线长度；A为导线截面积。　当金属导线因受力变形引起电阻相对变化，对式(2-1)两边取对数再微分得：（2-2）为导线材料电阻率;L为导线长度；A为导线截面积。当金属导线因受力变形引起电阻相对变化，对

4、式（2-1）取对数再微分得：（2-2）13式中：;;C为与材料种类和加工方法相关的常数；V为体积；为应变；D为导线直径；为导线材料泊松比。由式（2-2）得(2-3)令由式（2-3）得(2-4)式（2-4）表明，金属导线受力变形时，其电阻相对变化率与导线的应变ε成一次性函数关系，式中，K为比例系数，又称为金属丝的灵敏系数。因此若将一根金属丝粘贴在构件表面上，当构件产生变形时金属丝也将随之一起变形，由金属丝电阻的相对变化，就可得知构件表面应变的变化。电阻应变片就是利用金属丝的电阻应变效应这一原理制成的传感元件。2、构造　电阻应变片通常由敏感栅、引线、基底、盖层和粘结剂组成，其构造简图

5、如图2-18所示。敏感栅是用合金丝或合金箔制成的栅，它能将被测构件表面的应变转换为电阻相对变化，由于它非常灵敏，故称为敏感栅。它由纵栅与横栅两部分组成，纵栅的中心线称为应变片的轴线。敏感栅的尺寸用栅长Ｌ(横栅为圆弧形时，指两端圆弧内侧之间的距离；横栅为直线形时，则为两端横栅内侧之间的距离)和栅宽B(与纵轴垂直方向上，敏感栅外侧之间的距离)表示，参见图2-19，栅长尺寸一般为0.2～100毫米。引线是由敏感栅引出电信号的金属线，以便与导线焊接。一般用直径为0.15～0.3毫米的镀锡铜线或铜带制成。　基底的作用是保持敏感栅的几何形状和相对位置，并起一定的绝缘作用，而盖层是用来保护敏感

6、栅的，它们的材料常用的有纸、胶膜及玻璃纤维布等。　粘结剂是用来将敏感栅固定在基底上，常用的有环氧树脂类和酚醛树脂类粘结剂。在安装应变片时，也是用这些粘结剂将应变片的基底粘贴在被测试件上。　2、分类　13电阻应变片分类方法较多，通常根据敏感栅材料、形状、数量，应变片标距、基底、工作温度等分类。常见的有以下几种：按敏感栅的材料不同，可分为金属电阻应变片和半导体应变片，金属电阻应变片按敏感栅的制造方法又分为金属丝式应变片(图2–20(a))和金属箔式应变片(图2-20(b))两种，按敏感栅的结构形状可分为单轴应变片(图2-20)和多轴应变片，即应变花(图2-21)。　4、主要工作特性　

7、包括阻值Ｒ、灵敏系数Ｋ和绝缘电阻。　阻值是指应变片在未粘贴和不受力情况下，于室温时的固有电阻值，通常为120欧姆。灵敏系数是指应变片粘贴在单向受力试件表面后，应变片电阻相对变化率dＲＲ/与试件表面沿应变片轴向的应变ε之比值，即Ｋ是应变片的重要性能参数，由应变片厂家进行抽样标定，并在包装上注明。Ｋ值通常为2.0～2.4。绝缘电阻是指应变片的敏感栅及其引线与被测试件之间的电阻值，绝缘电阻不够将影响测量的灵敏度，甚至无法测得实际应变值，通常要求在100兆欧以上。　5、应变片的选择、粘贴