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1、计量技术1994.冲9应变片的贴片方位偏差对测量结果的影响栗震霄,甘肃农业大学730070)摘典文章讨论了应变片在一、二维应力状态下贴片方位不准造成的测量误差及其变化规律,为实际测试工作提供了参考依据。,产。应变片的灵敏度系数K是在试件为单向式中为标定应变片K值所用试件的泊松,.应力状态试件材料的泊松比为0285,贴片方比,通常为0.285。位沿着主应力方向的条件下标定得出的。若使而式(2)表达了一般意义下应变片的灵敏,。,用场合不满足上述条件就会产生测量误差贴度系数它表明应变片表现出的对应变的灵敏片方位不准是造成应变测量误差的重要原因。度是有条件的,除
2、取决于敏感栅的材料、形状,、外还与被测点应变状态的特征和应变片的安一贴片方位不准造成的测t误差。a)有关装方位(即值,就一般意义而言应变片的电阻变化率可、二一维应力状态下粘贴方:表示为位偏差产生的测t误差:::。。,胡/R~K+K(l),::。式中K为应变片的轴向灵敏度系数K,;。:a为应变片的横向灵敏度系数为沿应变片栅设预定贴片方位与主方向的夹角为应,长;。。。d方向的应变为沿应变片栅宽方向的应变变片实际贴片方位与主方向的夹角为则贴,a,。由上式可见应变片敏感栅的电阻变化率片的角偏差切一d一如图1,实际上是两部分的迭加一部分是敏感栅仅受。`。。,作用(
3、即~0)时的电阻变化率另一部分。,。:~0)时的电阻是敏感栅仅受到作用(变化。/率J:式l()又可表示为a’R=K:(B。*。L柑研/l十EH/):H~K:/:。式中K为应变片的横向效应系数a=`。/“L图1令。。::R=K:(a。:欲测方位上的应变可用主应变表示为则可得从/1+H)(2)。。。1ea,a=(/2)[(1一群)+(1十产)osZ〕对已安装的应变片表示垂直于应变片,。,式中产为试件材料的泊松比由于贴片方位不轴线的横向应变与沿轴线的纵向应变之比所,:以a是由应变场特性和应变片的安装方位决定准实际测得的是与主方向成al角方向的应变。a。;ea。
4、=(/2)〔(l一群)+(l+产)osZ(+如)〕的制造厂给出的应变片的灵敏度系数K是式:,所以应变测量误差为(2)的一个特例即君、x￡z名。一八,丢大=一a二二二二二—穿一—=(。12)(l+拜)〔e“aeaAa/Z一韶2(+)〕,。—:此时K~兀(z一沁刀)化简得49991计量技术胡,,,。。2。,aZ)))(((+￡、l产右sina十asin么a变分别为欲测方位与方向的夹角为y相对测量误差为则根据应变分析可得欲测方位上的应变可表示。e。:/梦、为·.2(1+产)sin(Za+入a)isn八a￡l。:.+￡1忍2(4)a~一Ca群#eae一二兀一一州
5、卜OSZ(6)(1一)+(1+)璐Z一乙2一,(.。I%)设实际贴片方位与方向的夹角为d偏,差八a~“一a角则应变片实际测得的是此方向,:上的应变其值为。,。2.01。2+一.--不尸-一卜~-~二-eosZ(a+Aa),乙乙必,:所以应变测量误差为。、。。。,。1。2eaeaa=一=〔(一)/2〕〔osZ一osZ(+八)〕··一(。1一。2)sin(Za十八a)sin入a图2(7)、(4,由式(3))可知由于贴片方位不准:相对测量误差为,造成的误差不仅与角偏差a有关而且还与预y=。、。。/,a定贴片方位与该点主方向的夹角及试件材。;。2sina入as
6、in八a。;e:一2(一)(Z+)/〔(+)。.,产召一03夕a及加的变化如料有关当时随+(“l一`2)cosZa〕邻)2。图。1。2p,:设两主应变之比/一则上式变为:由图可见n“.2(p一1)is(2+八a)isnAa.,(9)1当应变片沿主方向粘贴a(~0)时粘(户+1)(户一1)eosZa,贴方位偏差对测量结果影响不大一般在1%以内。.,2a则应欲测方位与主方向的夹角越大变片粘贴方位偏差对测量结果的影响就越显著。,一aa。3当角接近某一临界值时测量相对。,。,误差急剧上升这是因为在单向应力状态下,,。:a与符号相反其大小随变化因而必然存a。,。。
7、在一临界角在此方向上ea一O所以在氏附一.a。近角的微小变化都会导致夕的极大增加对,。,a不同的试件材料也不同其值可按下式计:算图3,ao=acrts(5)斌I不可知粘贴方位偏差角韶造成的测量误差.,对试件材料泊松比群一05的钢材氏一与两主应变之比p及预定贴片方位与’el的夹61.290。角a有关。图3示出了当八a一1“时测量相对误。差夕pa、随及变化的情况三二维应力状态下贴片方位:由图可见偏袭产生的测t误囊1.欲测方位与主方向的夹角越大,则贴片偏差造成的误差也越大。.,,2当测点处于二维应力状态时设两个主应在二维应力状态「同样存在临界角.999计量技术
8、塑.,。,。。,a一Oa2当应变片沿主方向粘贴时(a~0)沿此方向的应变鲡在附近
