1、第六章、应变片测试技术基础第六章、应变片测试技术基础本章学习要求：本章学习要求：1.1.了解电阻应变片结构及类型；了解电阻应变片结构及类型；2.2.掌握电阻应变片转换原理和应变片掌握电阻应变片转换原理和应变片 灵敏系数测定；灵敏系数测定；3.3.了解应变片温度补偿及性能了解应变片温度补偿及性能;4.4.掌握应变片组桥及其输出特性掌握应变片组桥及其输出特性;5.5.掌握动态电阻应变仪工作原理。掌握动态电阻应变仪工作原理。机械工程测试与数据处理技术机械工程测试与数据处理技术第六章、应变片测试技术基础第六章、应变片测试技术基础6.1 6.1 电阻应变计电阻应变计1.1.定义定义 电阻应变计是一种测量
2、应变的片状量具，简电阻应变计是一种测量应变的片状量具，简称应变片。称应变片。优点优点：精度高、频响宽、体积小、重量轻。：精度高、频响宽、体积小、重量轻。应用：应力、外力、扭矩、重量、振动、压力等应用：应力、外力、扭矩、重量、振动、压力等2 2 应变片工作原理应变片工作原理 是基于金属导体的应变效应，即是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸伸长或缩短长或缩短)的变化而发生变化。的变化而发生变化。构成:1.敏感栅:用专用材料制成的电阻栅丝.2.基底:固定栅丝的绝缘层.3.引线:与栅丝焊
3、接输出（电阻变换量）外接电桥中.对敏感栅材料性能的要求:电阻率高;良好的加工性能,机械性能与焊接性能;具有一定热稳定性,灵敏系数大.常用材料:康铜（铜镍合金）、镍铬合金、铁铬铝及金属铂（铂合金）等,前两种用的多一、应变片构造及材料一、应变片构造及材料 有几种常见电阻应变片有几种常见电阻应变片:1.1.单轴电阻丝片单轴电阻丝片 2.2.单轴常规箔片单轴常规箔片 3.3.单轴半导体应变片单轴半导体应变片 4.4.剪切力片剪切力片(扭矩片扭矩片)5.)5.直角三轴片直角三轴片(直角应变片直角应变片)6.)6.压力片压力片 7.7.裂纹探测片裂纹探测片另外还有测大变形的单轴位移片另外还有测大变形的单轴
4、位移片(测水泥变形测水泥变形););测应力集中的应变片测应力集中的应变片;测量薄测量薄壳的弯曲应力以及薄膜中面应力的双层弯曲片壳的弯曲应力以及薄膜中面应力的双层弯曲片.测温、测疲劳、测残余应力测温、测疲劳、测残余应力等应变片等应变片.(f)单轴半导体应变片；单轴半导体应变片；(g)二轴片；二轴片；(h)裂纹探测片；裂纹探测片；(i)直角三轴片；直角三轴片；(j)三角三轴片三角三轴片压力片压力片三轴片三轴片应变计金属应变计金属应变计材料名称材料名称成成 分分灵敏度灵敏度电阻率电阻率温度系数温度系数线胀系数线胀系数元素元素含量含量 sg mm2/m10-6/C10-6/C康康 铜铜Cu Ni57%
5、43%1.72.10.49-202014.9镍铬合金镍铬合金Ni Cr80%20%2.12.50.91.111015014.0镍铬铝镍铬铝 合金合金(卡玛合金卡玛合金)Ni Cr Al Fe73%20%34%余量余量2.42.61.33-101013.3常用金属电阻丝材料物理性能常用金属电阻丝材料物理性能基底材料及粘接剂基底材料及粘接剂纸基纸基 :用纸作为基底用纸作为基底,现在几乎不用了现在几乎不用了.胶基胶基 :常用的基底材料常用的基底材料:胶膜胶膜:环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等环氧树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺等.特点特点:柔软、易于粘贴柔软、易于粘贴.玻璃纤维布玻璃纤维布:耐高温（耐高温（4
6、50450）多用于测中）多用于测中 、高温、高温,刚度比胶膜大刚度比胶膜大.金属薄片金属薄片:用不锈钢或合金做成用不锈钢或合金做成,用焊接法把应变片用焊接法把应变片 焊接在试件上焊接在试件上.电阻应变片的选择、粘贴技术电阻应变片的选择、粘贴技术 1.1.目测电阻应变片有无折痕目测电阻应变片有无折痕.断丝等断丝等 缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。2.2.用数字万用表测量应变片电阻值大用数字万用表测量应变片电阻值大 小。同一电桥中各应变片之间阻值小。同一电桥中各应变片之间阻值 相差不得大于相差不得大于0.50.5欧姆欧姆.3.3.试件表面处理：贴片处置用细砂纸打磨干净，
7、用试件表面处理：贴片处置用细砂纸打磨干净，用 丙酮或酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹丙酮或酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹 为止。为止。4.4.应变片粘贴应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴在应变片基底上挤一小滴502502胶水，胶水，轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。5.5.焊线焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。6.6.用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应 大于大于500M500M欧。欧。7.7.应变片保护：用应变片保护：用704704硅橡胶覆于应变片上
8、，防止硅橡胶覆于应变片上，防止 受潮。受潮。1)1)工作原理工作原理上述任何一个参数变换均会引起电阻变化上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数求导数6.2 应变片转换原理应变片转换原理金属应变片的电阻金属应变片的电阻R R为为AlR/电阻应变片的工作原理是基于电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应电阻应变效应，即在导体，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。bhLALR dhhRdbbRdLLRdRdR hdhhbLbdbhLbLdLLbhdbhL 11 hdhbhLbdbbhLLdLbhLdbhLdR 式中：式中：Ml、Mb、Mh:为长
9、、宽、厚三个方向的压阻应变系数为长、宽、厚三个方向的压阻应变系数有：有：由压阻效应可得到由压阻效应可得到hhbbllMMMdhdhbdbLdLdRdR LdLLLlbdbbbbhdhhhhhhbbllMMMRdR)1()1()1(其中其中假设h=0,把b=-l 代入上式，得K Kl l纵向灵敏度系数；纵向灵敏度系数；K Kb b横向灵敏度系数横向灵敏度系数lllbllKMMRdR)1()1(假设l=0,把h=-b代入上式，得bbbhbbKMMRdR)1()1(假设l0,把b 0，得bbllKKRdRH H横向效应系数横向效应系数由上式可知，当应变由上式可知，当应变L L 方向与试件单项应力状态
10、的主应方向与试件单项应力状态的主应力方向一致粘贴时，力方向一致粘贴时，0 0为材料的泊松比为材料的泊松比 lbKKH 令bbllKKRdR该式该式可写成可写成)1(lbllHKRdR0lb这样这样,即即:成正比与lRdR当应变片当应变片L方向与试件单向应力方向一致时，方向与试件单向应力方向一致时，为为 -0，则后一项为零。否则不为零。，则后一项为零。否则不为零。llHKRdR)1(0)1(0HKKlslSKRRSK01HKKSl 若令若令代入上式，并用增量形式表达代入上式，并用增量形式表达可写成可写成：应变片的灵敏系数应变片的灵敏系数（Strain Gage Factor）出厂时，厂家给出该式
11、可求灵敏系数该式可求灵敏系数若把若把)1(lbllHKRdR)(11)(1110000lblSlblSlblSHKHHKHHKRR计算计算l l,会产生误差。相对误差为会产生误差。相对误差为)(0lbH当当H=0或单向应力状态下或单向应力状态下 时，时，=0 应变片在实际使用时，如果应力为单项应力状态时，应变片在实际使用时，如果应力为单项应力状态时，且且 ；或；或H=0H=0，那么，那么R/RR/R只与只与l l有有关。否则不但与关。否则不但与l l有关，而且还与有关，而且还与 有有关。被测试件若处于双向应力状态中，若按下式关。被测试件若处于双向应力状态中，若按下式0lblblSKRR0lb半
12、导体应变计半导体应变计drdrldlRdR2简化为：简化为：dRdRE 优点：灵敏度大优点：灵敏度大;体积小体积小;缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。式中式中沿某晶向沿某晶向L L的压阻系数；的压阻系数；沿某晶向沿某晶向L L的应力；的应力；E E半导半导体材料的弹性模量。体材料的弹性模量。金属应变片与金属应变片与半导体应变计区别半导体应变计区别金属应变片：金属应变片：是随着试件的变形而是随着试件的变形而形体改变形体改变半导体应变计：半导体应变计：是随着试件的变形而发生是随着试件的变形而发生电阻率的变化电阻率的变化结束结束第三节第三节 应变片灵
13、敏系数测定应变片灵敏系数测定一、一、应变片灵敏系数应变片灵敏系数 KsKs应变片灵敏系数Ks是由制造厂在单向应力状态下的梁上测定的（又称标定），一般采用等弯矩梁或等强度（应力）梁。测定时，将应变片粘贴在梁的等应力区。利用千分表测出梁的挠度，或通过已知大小的作用力F，求得等应力区的应变，按下述公式求得灵敏系数KsSR/RK=式中式中图为等弯矩梁，在梁下表面中点贴应变片图为等弯矩梁，在梁下表面中点贴应变片R R，在上表面放置三点式挠度计，在上表面放置三点式挠度计架，由千分表测出中点相对于架，由千分表测出中点相对于L L距离的挠度距离的挠度y y。那么可以得到。那么可以得到R为梁产生应变后，应变片电
14、阻值的变化量为梁产生应变后，应变片电阻值的变化量。2=hy/L如图所示，采用等强度悬臂梁法。在如图所示，采用等强度悬臂梁法。在梁上表面贴应片梁上表面贴应片R R，并在距梁根部，并在距梁根部L L处处放置千分表，当挂砝码放置千分表，当挂砝码F F后，测出千后，测出千分表处的挠度分表处的挠度y,y,按下式可计算出梁表按下式可计算出梁表面应变面应变值，也可以在悬臂梁上放置值，也可以在悬臂梁上放置三点式挠度计架测挠度三点式挠度计架测挠度y y，按式，按式计算应变计算应变。此外也可测出梁各尺寸。此外也可测出梁各尺寸后，按下式计算应变后，按下式计算应变。对于悬臂梁。对于悬臂梁对于等对于等弯矩梁弯矩梁26E
15、bhFL23FaEbh2=hy/L测量灵敏系数时，常用应变仪来测量。将应变片与一固定电测量灵敏系数时，常用应变仪来测量。将应变片与一固定电阻（补偿片）组成半桥后接入应变仪，然后调零。应变仪的阻（补偿片）组成半桥后接入应变仪，然后调零。应变仪的灵敏系数指示钮调灵敏系数指示钮调2.002.00。当梁受力后，用应变仪测得应变值。当梁受力后，用应变仪测得应变值为为s s，而梁的实际应变值为，而梁的实际应变值为，可以得到灵敏系数，可以得到灵敏系数SSK=2/测定应变片测定应变片KsKs时，一般采用抽样时，一般采用抽样1 1的方法测定。在实的方法测定。在实验中，验中，采用下面公式采用下面公式，sadKCU
16、U423FaEbh等弯矩梁应变的等弯矩梁应变的理论计算公式理论计算公式应变仪测应变片灵敏系数应变仪测应变片灵敏系数26EbhFL等强度梁应变的理等强度梁应变的理论计算公式论计算公式二二.应变片横向效应系数应变片横向效应系数 H H 的测量的测量横向效应系数横向效应系数H H的测量方法是在梁上测量的。在梁上粘的测量方法是在梁上测量的。在梁上粘贴互相垂直的两片应变片贴互相垂直的两片应变片Ra Ra 及及R Rb b。当加力。当加力F F后，梁沿后，梁沿A A方方向发生应变。这时沿向发生应变。这时沿B B方向应变几乎为零，若测得应变片方向应变几乎为零，若测得应变片RaRa的应变为的应变为a a,R,
17、Rb b片的应变为片的应变为b b，可得，可得babaH=/=R/R 三、三、应变片的主要参数应变片的主要参数 4 4）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、）其它表示应变计性能的参数（工作温度、滞后、蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度等）。1 1）几何参数：丝栅长）几何参数：丝栅长L L和丝栅宽度和丝栅宽度b b，制造厂常，制造厂常用用 b bL L表示。表示。2 2）电阻值：应变计的原始电阻值（）电阻值：应变计的原始电阻值（6060，120120，350350，600600，10001000）欧姆。）欧姆。3 3）灵敏系数）灵敏系数KsKs ：表
18、示应变计变换性能的重要参数。：表示应变计变换性能的重要参数。一、应变片的温度补偿一、应变片的温度补偿 当温度变化时，应变片的某些性能也会发生变化。其当温度变化时，应变片的某些性能也会发生变化。其中对测量影响大的性能有中对测量影响大的性能有灵敏系数变动灵敏系数变动和和电阻值电阻值R R的变动的变动。使使K Ks s变化的称为灵敏系数温漂；变化的称为灵敏系数温漂；后者将影响电阻电桥的平后者将影响电阻电桥的平衡，使衡，使R R变化引起零指示值变动，称为温度零漂变化引起零指示值变动，称为温度零漂。下面分别。下面分别讨论这两种漂移。讨论这两种漂移。1.1.温度零漂温度零漂应变片的温度零漂主要是由下述两方
19、面原因引起的：应变片的温度零漂主要是由下述两方面原因引起的：1 1）电阻温度影响：假若令是电阻温度系数）电阻温度影响：假若令是电阻温度系数引起的引起的 ，为，为电阻电阻R R变动量为变动量为第四节应变片的温度补偿及性能第四节应变片的温度补偿及性能R=RTR2 2）敏感栅材质与零件（钢材）的膨胀系数不同，引起敏感栅）敏感栅材质与零件（钢材）的膨胀系数不同，引起敏感栅产生变形。假若产生变形。假若 为零件的膨胀系数，为零件的膨胀系数，为敏感栅的线膨胀为敏感栅的线膨胀系数系数 ，在温度差，在温度差 下，应变片由于受到应变而产生的电下，应变片由于受到应变而产生的电阻变化为阻变化为 SCTSSCR=K R
20、(-)T 总的变化为总的变化为 SSCR=+K(-)R T 2.2.灵敏系数的温度漂移灵敏系数的温度漂移 一般情况下一般情况下,可不考虑可不考虑.采用高温片测高温状态下的应变时采用高温片测高温状态下的应变时,要采取补要采取补偿措施偿措施.补偿温度零漂的方法有下述三种：补偿温度零漂的方法有下述三种：1 1）曲线修正法）曲线修正法2 2）电桥电路的组桥补偿法）电桥电路的组桥补偿法3 3）自补偿应变片）自补偿应变片（）在一个敏感栅上串联两种不同材质（即温度系数变）在一个敏感栅上串联两种不同材质（即温度系数变化相反）的金属丝；化相反）的金属丝；（）通过对敏感栅的退火温度的控制，即）通过对敏感栅的退火温
21、度的控制，即3.3.温度零漂补偿温度零漂补偿SSC=K(-)二、应变片参数与性能要求二、应变片参数与性能要求1.1.应变片的电阻值及偏差应变片的电阻值及偏差见表见表6-26-2。表中的平均值是一批应变片的各个阻值的平均值。表中的平均值是一批应变片的各个阻值的平均值。温度系数不增大，曲线见图温度系数不增大，曲线见图6-66-6开始开始 2.2.灵敏系数：灵敏系数：采用抽样检查的方法，箔式片采用抽样检查的方法，箔式片1%1%，丝片，丝片5%5%抽检。以公差或相对标准差表示；抽检。以公差或相对标准差表示；3.3.横向效应系数横向效应系数H H：1%1%抽样，加载到抽样，加载到10001000 4.4
22、.应变极限：应变极限：0.01%0.01%抽样，均匀慢加力，当应变片的输出应变大于机械应变的抽样，均匀慢加力，当应变片的输出应变大于机械应变的10%10%时，这个应变即为极限应变时，这个应变即为极限应变5.5.疲劳寿命：疲劳寿命：抽样抽样0.1%0.1%，在，在15001500（允许误差（允许误差-50-+100-50-+100），频率），频率30Hz30Hz作用下，当输出应变值相差作用下，当输出应变值相差 100或出现穗状应变波形时，应变循环次数即为疲劳寿命或出现穗状应变波形时，应变循环次数即为疲劳寿命6.6.机械滞后：机械滞后：抽样抽样0.1%，应变片测拉压（拉压力相同）应变时，试件产生的
23、应变是某一个值。但应变片阻，应变片测拉压（拉压力相同）应变时，试件产生的应变是某一个值。但应变片阻 值值R/RR/R的变化不与其对应，由此引起输出应变也不相同，该差值就作为机械滞后的指标；的变化不与其对应，由此引起输出应变也不相同，该差值就作为机械滞后的指标；7.7.蠕变：蠕变：0.01%抽样，在一小时内，在抽样，在一小时内，在1000 100条件下，输出应变发生的变动量作为衡量指标；条件下，输出应变发生的变动量作为衡量指标；8.8.绝缘电阻：绝缘电阻：应变片粘贴在试件表面后，敏感栅与零件之间的电阻；应变片粘贴在试件表面后，敏感栅与零件之间的电阻；9.9.灵敏系数的温度漂移：灵敏系数的温度漂移
24、：随温度逐渐增加到一定限度后，灵敏系数发生变化的百分比作为漂移的大小；随温度逐渐增加到一定限度后，灵敏系数发生变化的百分比作为漂移的大小；10.10.温度零漂：温度零漂：实际应变为零的状态下，当温度变化时，会产生输出应变；实际应变为零的状态下，当温度变化时，会产生输出应变；11.11.允许电流允许电流：当当R=120R=120时，时，=（13.516）适合于钢试件适合于钢试件 S为敏感栅面积，静态和精密测量电流取小值，动态测量电流取大值，为敏感栅面积，静态和精密测量电流取小值，动态测量电流取大值，散热不好的材料，电流还要降低。散热不好的材料，电流还要降低。S第五节 应变片组桥及其输出电压 应变
25、片贴在零件上后，还需要组成电桥，以便将应变转换成电压应变片贴在零件上后，还需要组成电桥，以便将应变转换成电压变化量。在测试中，变化量。在测试中，一般可以按单臂（一片），双臂（二片）及四臂一般可以按单臂（一片），双臂（二片）及四臂工作组桥。工作组桥。电桥的和差特性：电桥的和差特性：当当RR时，输出电压与应变呈线性关系。时，输出电压与应变呈线性关系。相邻桥臂：若应变极性相同时，电桥的输出电压与两应变之差有关；相邻桥臂：若应变极性相同时，电桥的输出电压与两应变之差有关；若应变极性相反时，电桥的输出电压与两应变之和有关。若应变极性相反时，电桥的输出电压与两应变之和有关。相对桥臂：若应变极性相同时，电桥
26、的输出电压与两应变之和有关；相对桥臂：若应变极性相同时，电桥的输出电压与两应变之和有关；若应变极性相反时，电桥的输出电压与两应变之差有关。若应变极性相反时，电桥的输出电压与两应变之差有关。利用利用“和和”的特性可以提高测量输出的灵敏度；利用的特性可以提高测量输出的灵敏度；利用“差差”的特性的特性可以进行温度补偿。可以进行温度补偿。这一段采用板书形式讲课五、应变片的串并联五、应变片的串并联应变片串联应变片串联：可提高供桥：可提高供桥电压、较大试件表面受力不均电压、较大试件表面受力不均匀时，可起到平均测量应变的匀时，可起到平均测量应变的作用；作用；应变片并联应变片并联：大多是：大多是为了使电桥输入
27、和输为了使电桥输入和输出电阻与供桥电源内出电阻与供桥电源内阻或输出电表内阻匹阻或输出电表内阻匹配时用的。每臂电流配时用的。每臂电流是是sadKCUU4流是经过一个应变片的电00InI六、电桥的串并联六、电桥的串并联1、电桥的串联、电桥的串联 电桥的串联如图电桥的串联如图6-10所示，每个所示，每个电桥都有单独的供桥电压供电。电桥都有单独的供桥电压供电。nididU1U如果各桥反接，则输出为之差如果各桥反接，则输出为之差若电桥电阻都相同，那么，若电桥电阻都相同，那么，n n个并联电桥的个并联电桥的 因此因此 或写成或写成 2 2、电桥的并联、电桥的并联电桥的并联如图电桥的并联如图6-116-11
28、所示，其总输出电流为各电桥输出电流之和。所示，其总输出电流为各电桥输出电流之和。即即didIdbdbdidRRU/1/nUUdiddbdbRnR/第六节 电阻应变仪1.用途用途:电阻应变仪是配合电阻应变片用来测量应变的仪电阻应变仪是配合电阻应变片用来测量应变的仪 器。器。2.应变仪按用途分类应变仪按用途分类:(1)静态应变仪静态应变仪;(2)动态应变仪动态应变仪;(3)超动态应变仪超动态应变仪 三种。三种。3.按供桥电源性质分类按供桥电源性质分类:可以分为可以分为交流或直流交流或直流供桥电阻应变仪。供桥电阻应变仪。为了减少零漂，直流供桥的应变仪为了减少零漂，直流供桥的应变仪 需采用调制需采用调
29、制解调型放大器。解调型放大器。4.4.静态电阻应变仪与动态电阻应变仪的区别静态电阻应变仪与动态电阻应变仪的区别:(1)(1)静态电阻应变仪静态电阻应变仪:具有具有双电桥双电桥,一个读数桥一个读数桥,一个测量桥一个测量桥.测量静态信号测量静态信号.(2)(2)动态电阻应变仪动态电阻应变仪:单电桥单电桥,一个测量桥一个测量桥,有标定、增益、有标定、增益、频带。测量动态信号。频带。测量动态信号。一、静态应变仪一、静态应变仪图图6-126-12是静态电阻应变仪，左边部分是读数桥，中间上面是静态电阻应变仪，左边部分是读数桥，中间上面部分是测量桥。部分是测量桥。二、动态应变仪二、动态应变仪 动态应变仪一般
30、动态应变仪一般采用并联电阻法标定采用并联电阻法标定，见图，见图6-136-13标定钮。标定时，标定钮。标定时，将电阻将电阻 并联在第四臂（若并联在第三臂将输出负值），这时，第并联在第四臂（若并联在第三臂将输出负值），这时，第四臂电阻将减少，减少量为四臂电阻将减少，减少量为sR4R=4R244444sssR RRRRRRR 电桥输出电压为电桥输出电压为 dU441()4dasURURRsRmm若以第四臂并联若以第四臂并联模拟第一臂应变模拟第一臂应变,这时，第一臂应变 ,使电压输出为使电压输出为4dsmaUKU 因此得因此得 4444)(1RRRKRRRRKsssssm6-356-35把把635式
31、代入该式中式代入该式中6-366-364RsKs一般应变仪的标定电阻不可能太多，在求标定电阻与应变关系时，令一般应变仪的标定电阻不可能太多，在求标定电阻与应变关系时，令=120，=2.00=2.00，这时的应变，这时的应变表示为表示为60:sssR标定应变 ()s()sR 因此得到如下关系：因此得到如下关系：50 100 300 1000 30001200 600 200 60 204444)(1RRRKRRRRKsssssmsKs34120RR2.00sK sm460mssRKmIxICxxxmmICI=2.00=2.00时，输出大小才代表时，输出大小才代表值。若值。若，那么面板上应变为，那
32、么面板上应变为实际标定时，应变仪输出代表的应变是实际标定时，应变仪输出代表的应变是应该是应该是 若在第四臂并联标定电阻时，仪器输出为若在第四臂并联标定电阻时，仪器输出为，应变片工作系数应变片工作系数 在应变仪标定电阻旋钮上标明的都是应变在应变仪标定电阻旋钮上标明的都是应变s这时应注意，只有这时应注意，只有 求测量应变求测量应变 x测量时，仪器输出测量时，仪器输出34120RR例题例题 三、联接导线电阻影响三、联接导线电阻影响 测量时，若联接导线电阻测量时，若联接导线电阻r r与与R R相比不能略去时，应该相比不能略去时，应该考虑其影响。一般长导线电阻考虑其影响。一般长导线电阻r r如果在电桥各
33、臂内联接，它如果在电桥各臂内联接，它将使仪器指示值减少。图将使仪器指示值减少。图6-15a6-15a中的应变片离仪器较远，通中的应变片离仪器较远，通过总电阻为过总电阻为r=2 r0的两根导线接入电桥（第一臂）。这时应的两根导线接入电桥（第一臂）。这时应变片阻值为（变片阻值为（R+rR+r），若应变为），若应变为 ，灵敏系数为，灵敏系数为 ，电桥，电桥输出为输出为 xsadKCrRRCUU4)(4式中式中C为桥臂工作状态系数，本例为为桥臂工作状态系数，本例为C=1C=1。由于导线电阻的影响，。由于导线电阻的影响，应变片的实际应变是应变片的实际应变是 ，并且，并且xsxR RKxsK代入前式得到代
34、入前式得到)1(Rrxx应注意，对于图应注意，对于图6-156-15（a a），），=2 ,=2 ,（为一根导线电阻）。（为一根导线电阻）。r0r0r对于图对于图6-15(c)6-15(c)半桥联接仍可用上式，但是这时的半桥联接仍可用上式，但是这时的 r=rr=r0 0（每（每臂导线总电阻为（臂导线总电阻为（R+rR+r0 0 ）。）。对于图对于图6-15(d)6-15(d)全桥联接，若采用动态应变仪的并联电阻法标全桥联接，若采用动态应变仪的并联电阻法标定，由于定，由于2r2r R Rs s，因此不考虑导线电阻影响；若采用静态应，因此不考虑导线电阻影响；若采用静态应变仪，或直接测出变仪，或直接
35、测出U Ud d那么导线电阻那么导线电阻r=2rr=2r0 0将会使供桥电压将会使供桥电压U Ua a降降低到低到 ，并得到，并得到aU02rRRUUaa动态电阻应变仪输出方式1.低阻输出低阻输出:电流信号电流信号,可接电流表或光线示波器可接电流表或光线示波器2.2.高阻输出高阻输出:电压信号电压信号,可接磁带记录仪或数据采集器可接磁带记录仪或数据采集器1.低阻输出低阻输出:电流信号电流信号,可接电流表或光线示波器可接电流表或光线示波器2.2.高阻输出高阻输出:电压信号电压信号,可接磁带记录仪或数据采集器可接磁带记录仪或数据采集器结束结束电阻应变式传感器的应用：测力电阻应变式传感器的应用：测力
36、3.2 电阻式传感器电阻式传感器标准产品标准产品案例：案例：桥梁固有频率测量桥梁固有频率测量3.2 电阻式传感器电阻式传感器案例：案例：电子称电子称原理将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。3.2 电阻式传感器电阻式传感器案例：冲床生产记数案例：冲床生产记数 和生产过程监测和生产过程监测3.2 电阻式传感器电阻式传感器案例：机器人握力测量案例：机器人握力测量3.2 电阻式传感器电阻式传感器3.2 电阻式传感器电阻式传感器案例：案例：振动式地音入侵探测器振动式地音入侵探测器 适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、爆破等破坏行为均可及时发现。洞、爆破等破坏行为均可及时发现。3.2 电阻式传感器电阻式传感器
