《电阻应变测量》PPT课件

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1、电阻应变测量电阻应变测量技术是一种确定结构及构件表面应力状态的实验分析方法。目前这是实验应力分析中广泛应用的一种测试手段。将电阻应变计粘贴在被测构件表面，当构件受力变形时，应变计随着构件一起变形，此时应变计的电阻值发生相应的变化。通过电阻应变仪测定应变计中电阻的改变并转换成应变值，在应变仪上显示，或输出与应变成正比的电信号，用仪器记录下来，就能得到被测点的应变及应力。应变→电阻变化→电流（电压）变化→放大→记录电阻应变片电阻应变仪记录器工作原理工作原理早在1856年，英国人W.Thomson在铺设海底电缆时发现电缆的电阻值随海水深度不同而变化。用铜丝和铁丝进行拉伸试验，得出：铜丝和铁丝的应变

2、与其电阻变化成不同的函数关系，且由于应变而产生的微小电阻变化可用惠斯顿电桥测量。即：应变可转换成电阻变化并用电学方法测量工作原理1938年，美国生产出第一批纸基丝式电阻应变计。1952年，英国制出第一批箔式电阻应变计。1957年，制出第一批半导体电阻应变计优点实物测量，简单，快捷，准确，周期短。测量精度高。1με=10ε测量范围广。1με~10万με频率响应好。测动应力01~10赫复杂环境下测量。高温，低稳，强磁场等。易实现实验数字化，自动化及无线电遥测。通用性好，可制成各类高精度传感器。缺点逐点测量，不易得到构件的全域应力应变场及应力分布。一般只能测量构件的表面的应变。测量值是应变计敏感栅

3、内的平均应变，在应力梯度大的情况下误差较大。一电阻应变计1.电阻应变计的构造普通的电阻应变计是由敏感栅，基底，粘结计，覆盖层，引线组成。引线敏感栅基底1电阻应变计的构造箔式应变计的制造工艺流程康铜薄膜1800烘干制光刻胶膜离心机照相制版接引线外形检验腐蚀显定影调整电阻值（120Ω）覆盖胶膜一电阻应变计的构造敏感栅金属材料需满足：1灵敏系数大，且能在相当大的应变范围内保持不变。2电阻率高。3电阻温度系数小。4易于加工。1电阻应变计的构造基底材料需满足：1厚度小，机械强度高，可挠性好。2与粘结剂的粘合能力好。3绝缘强度高。4热稳定性好。5抗潮湿。6无滞后和蠕变现象。7稍透明，便于观察应变片的安装

4、质量。常温应变计一般用有机聚合物做为基底，常用的有环氧树脂，聚酰亚胺等。2应变计的工作原理先考查金属导线的电阻应变效应PP2应变计的工作原理金属丝原始电阻值为：ρ—金属的电阻率L—金属丝的长度A—金属丝的横截面积2应变计的工作原理当金属丝沿轴向受力变形时，电阻值发生变化，对上式微分：其中为金属丝长度的相对改变，2应变计的工作原理同时金属丝直径由D变为D’，D’=D（1-με）导线面积改变为因为所以2应变计的工作原理代入上式得研究表明，金属丝受力变形时，在弹性范围内，因而电阻的相对变化率与金属丝的线应变ε成正比。在塑性范围内，常量。2应变计的工作原理令代入上式得这就是电阻应变计的工作原理。其中

5、为金属丝的灵敏系数。与金属丝的成分，加工工艺，热处理等有很大关系，需由实验测定。3应变计的各项工作特性工作特性的好坏直接影响应变测量的精度。电阻应变计国家标准GB/T13992-92对各项工作特性指标规定A,B,C,D四等。3应变计的各项工作特性1应变计的灵敏系数2横向效应系数3热输出4应变计电阻5应变计零点漂移6机械滞后3应变计的各项工作特性7蠕变8应变极限9绝缘电阻10疲劳寿命11灵敏系数随温度变化12热滞后和瞬间热输出4电阻应变计的类型按敏感栅材料可分为：金属电阻应变计半导体电阻应变计根据敏感栅的结构分为：单轴应变计:只有一个敏感栅,测量一个方向的应变.多轴应变计(应变花):二个以上敏

6、感栅,测量平面应变.复式应变计:各种传感器用栅行。4电阻应变计的类型根据安装方式分为：粘贴式：常规的粘接计焊接式：金属基底高温下喷涂式：临时基底埋入式：混凝土，塑料中测量内部应变4电阻应变计的类型根据工作温度分为：常温应变计:-30°C~+60°C.低温应变计:-30°C以下.中温应变计:-30°C~350°C高温应变计:350°C以上。5应变计的粘贴与防护常温应变计的安装是用粘贴剂粘贴在被测构件表面上。安装应变计是靠手工操作，规范操作，准确粘贴是实验成功的关键之一。5应变计的粘贴与防护应变胶的种类和性能：固化后要有较强的粘接能力；抗剪强度高；蠕变小；受温度，湿度影响小；胶层与构件热膨胀系数

7、相近；绝缘电阻大；对敏感栅无腐蚀；固化快。应变胶的种类和性能：类型主要成分牌号适合的基底最低固化条件固化压力（MPa）使用温度(°C)硝化纤维粘接剂硝化纤维纸室温10h60°C2h0。5~1-50~60氰基丙烯酸脂粘接剂氰基丙烯酸脂501502纸，胶膜纤维，玻璃室温1h指压-50~60环氧类粘接剂环氧树脂纸，纤维，玻璃常温固化指压-60~100酚醛类粘接剂酚醛树脂胶膜纤维，玻璃150°C1h指压-60~150