材料力學(xué)電測實驗部分

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1、材料力學(xué)電測實驗部分電測實驗概論彎曲應(yīng)力與橋路實驗工程力學(xué)系固體力學(xué)實驗室http://www.ntfem.tsinghua.edu.cn概述電測法的基本原理：電阻應(yīng)變測量（簡稱電測法）原理是用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將被測構(gòu)件表面的物理量、力學(xué)量、機(jī)械量等非電量轉(zhuǎn)換成電量進(jìn)行測量的一種實驗方法。被測構(gòu)件電阻片電量光、電、機(jī)械傳感器測量儀器數(shù)據(jù)采集與處理預(yù)測量物理參量力學(xué)參量機(jī)械參量生物參量電壓電流橋路與彎曲應(yīng)力實驗實驗?zāi)康?；電測法基本原理；實驗裝置及儀器設(shè)備；實驗內(nèi)容及要求；實驗原始數(shù)據(jù)；實驗報告要求。一.實驗?zāi)康臏y定矩形梁在橫彎條件下指定截面的應(yīng)力分

2、布規(guī)律，并與理論值進(jìn)行比較；利用已有布片方案進(jìn)行各種組橋，并比較不同組橋方式的測量結(jié)果，學(xué)習(xí)提高測量靈敏度的方法，并計算出各種組橋方式下的橋臂系數(shù)B；初步掌握電阻應(yīng)變儀的使用方法及電子拉力機(jī)的操作。二.實驗裝置簡圖高度h，（中間電阻片間距8mm，上下片距邊緣4mm。）寬度b自己量測；跨度L，支點到截面距離a要校準(zhǔn)。L=560a=200hbYP圖示分布規(guī)律Mxl/2Pl/4M-x彎距圖1234567布片圖應(yīng)力分布圖應(yīng)力狀態(tài)-σ+σσσ1.基本計算公式1.彎曲正應(yīng)力公式：2.虎克定律：Jy單片應(yīng)變花2.傳感元件常用電阻應(yīng)變片3.電阻片的工作原理金屬絲的電阻應(yīng)

3、變效應(yīng)電阻應(yīng)變片主要是根據(jù)金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng)的物理學(xué)原理工作的。由物理學(xué)可知，導(dǎo)線電阻的表達(dá)式：我們將電阻應(yīng)變片粘貼在受載構(gòu)件上，當(dāng)受到拉伸時金屬絲將被伸長電阻值隨之增加，同理受到壓縮時電阻值將減小，可見電阻值隨變形而發(fā)生變化。由實驗可知，當(dāng)變形在一定范內(nèi)，線應(yīng)變與電阻變化率之間存在線性關(guān)系。即：目前的應(yīng)變儀均采用惠斯通電橋電路測量應(yīng)變片的阻值變化。四臂電橋如圖所示：式中：?1、?2、?3、?4分別代表R1、R2、R3、R4四個應(yīng)變片所感受的應(yīng)變值，我們稱此式為電橋的加減特性。4.應(yīng)變儀電橋的工作原理引起應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變的因素：機(jī)械變形ε、溫度變化εT。

4、幾種常用的組橋方式：1.單臂測量：橋路中只有一個橋臂參與構(gòu)件的機(jī)械變形。2.半橋測量：橋路中相鄰的兩個橋臂參與構(gòu)件的機(jī)械變形。3.對臂測量：橋路中相對的兩個橋臂參與構(gòu)件機(jī)械變形。4.全橋測量：橋路中四個橋臂全部參與構(gòu)件機(jī)械變形。單臂（?橋）測量在AB橋臂上接入工作片，BC橋臂上接入補(bǔ)償片，溫度影響將互相抵消。半橋測量在AB，BC兩個臂上分別接上工作片，溫度影響將互相抵消。對臂測量在AB，CD兩個臂上接工作片，BC，DA接溫度補(bǔ)償片。四個臂的電阻同處一個溫度場，溫度影響相互抵消。全橋測量電橋的四個臂上接工作片，都參與機(jī)械變形，同處一個溫度場，溫度影響相互抵

5、消。YE2539高速靜態(tài)應(yīng)變儀簡介應(yīng)變儀的使用主要技術(shù)指標(biāo)：量程：0~±19999με分辨率：1με精度：0.2%FS±2με零漂：≤±3με/4h非線性：≤±0.05％靈敏系數(shù)：1.00~9.99橋路電阻：60~1000Ω橋路形式：全橋、半橋、1/4橋、對臂自動平衡：平衡范圍0~±19999με供電：DC6~15V最大測點數(shù)：1000點YE2539高速靜態(tài)應(yīng)變儀電源總開關(guān)電源插座與計算機(jī)的通信接口測量單元，共六組應(yīng)變測量單元測量單元編號電源開關(guān)公共補(bǔ)償片通道測量通道，每個單元各有10個通道（0~9）。通道介紹在B與B’斷開時，即將短接片抽開；每個通道

6、都是一個獨立的惠斯通電橋，可以組單臂、半橋、對臂、全橋等橋路。一個通道放大圖單臂（共用補(bǔ)償片）測量接線方法AB公共補(bǔ)償片通道B’公共補(bǔ)償片在接1/4橋時，B與B’必須短接，工作片分別接在各個通道的A、B接線端子上，溫度補(bǔ)償片接在B、C上或接在公共補(bǔ)償通道上；啟動測試系統(tǒng)軟件用鼠標(biāo)雙擊該圖標(biāo)聯(lián)機(jī)參數(shù)設(shè)置界面聯(lián)機(jī)后，計算機(jī)自動檢測到的測量單元編號重新聯(lián)機(jī)檢測連接形式設(shè)置選擇與接線相對應(yīng)的組橋方式：1-1公用補(bǔ)償?shù)?橋1-2半橋1-4對臂1-5全橋自動平衡主界面此功能作用是讀取各通道的初始不平衡值，用以修正測量的結(jié)果。測量界面此功能作用是供手動測量用，測量的數(shù)

7、據(jù)將自動保存到計算機(jī)中。點擊此圖標(biāo)對選中測點掃描采樣。在表格中顯示一組測量數(shù)據(jù)。分別在初載與末載時進(jìn)行采樣，初載時要先進(jìn)行自動平衡操作，末載時千萬不要再進(jìn)行自動平衡操作！點擊此圖標(biāo)進(jìn)入“掃描采樣”測量狀態(tài)-326-331320327180-2931測點參數(shù)設(shè)置界面自動平衡界面三.實驗內(nèi)容及要求測量矩形截面梁指定截面的應(yīng)力分布。9枚電阻片進(jìn)行單臂測量(共用補(bǔ)償片)，要求每枚電阻片不少于2遍有效差值。半橋、對臂、全橋任意選擇組一種橋路。要求測試不少于2遍.3.利用梁上下表面各兩片電阻片按下列方式進(jìn)行測量，求出該截面最大應(yīng)變?max，及各種組橋方式下的橋臂系數(shù)

8、B：半橋測量：兩片工作片，選所感應(yīng)的應(yīng)變值符號相反，大小相等的；對臂測量：兩片工