电测法基本原理

1电测法基本原理2一.电阻片简述电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝（或镍铬丝绕成栅状）或用很薄的金属箔腐蚀成栅状夹在两层绝缘薄片中（基底）制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。3电阻应变片简图基底丝栅焊点引线4二、电测法基本原理实验时，将应变片粘贴在试件表面需测应变的点处和方向上，当该点沿应变片方向产生应变时，应变片也随之变形，致使应变片的电阻值产生一个变化R量R。5实验证明，在一定范围内，应变片的电阻变化率ΔR/R与应变ε成正比，即：KRR应变方向K：应变片的灵敏系数。6三、应变仪电桥原理ABCD1R2R4R3RU7设A、C间的电压为U，则流经电阻R1的电流为：R1两端的电压降为：211RRUIURRRRIUAB21111ABCD1R2R4R3RU8同理，R3两端的电压降为：所以，B、D端的输出电压为：URRRUAD433URRRURRRUUUADAB433211))((43213241RRRRRRRRUU9当输出电压U=0时，称为电桥平衡。由上式可知，电桥的平衡条件为：3241RRRR4321RRRR))((43213241RRRRRRRRUU10设电桥在接上电阻R1，R2，R3，R4时处于平衡状态，那么，当上述各电阻分别改变△R1，△R2，△R3，△R4时，则电桥的输出电压为：))(())(())((4433221133224411RRRRRRRRRRRRRRRRUU11将电桥平衡条件代入上式，并略去高阶小量得：)()(4433221122121RRRRRRRRRRRRUU上式代表电桥的输出电压与各桥臂电阻改变量的一般关系式，称为电桥输出公式。12)()(4433221122121RRRRRRRRRRRRUU一般应变片标准阻值120欧姆，即1204321RRRR111KRR222KRR333KRR444KRR)(44321KUU代入后得到：13四、全桥接线法在测量时,将粘贴在试件上的四个相同规格的应变片同时接入测量电桥，当试件受力后，设上述应变片感受的应变分别为ε1、ε2、ε3、ε4，相应的电阻变化率分别为△R1、△R2、△R3、△R4，则电桥的输出电压为：1443214KUUds)(44321KUUABCD1R2R3R4RU123415五、半桥接线法在进行测量时，只在电桥的A、B和B、C间接应变片，而在A、D和D、C间则应用应变仪内的两个阻值相等的固定电阻。ABCD1R2R3R4RU工作片工作片16R1=R2=R，11KRR22KRR043RRR3=R4，17214KUUds43214KUUdsABCD1R2R3R4RU18六、温度补偿片在实验中,如果温度发生变化,应变片的阻值将随之改变,故测量结果中也将包括温度改变引起的虚假应变。为了消除温度的影响，常采用补偿片法。即在与被测试件材料相同的另一试块上，粘贴上与工作片型号相同的电阻片，并放置在与被测试件相同的环境下，且不受力。19ABCD1R2R3R4RU工作片补偿片温度补偿片接法20加载后：工作片的应变：ε1=εA+εt补偿片的应变：ε2=εt由于采用半桥接法，由式子εds=ε1－ε2εds=εAABCD1R2R3R4RU工作片补偿片