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等强度梁应变测定实验桥路变换接线实验
一、实验目的
1．了解用电阻应变片测量应变的原理；
2．进行电阻应变仪的操作练习，熟悉用半桥接线法和全桥接线法测量应变；
3．熟悉测量电桥的应用，掌握应变片在测量电桥中的各种接线方法。
4．测量等强度梁的主应力。

二、实验仪器和设备
1．TS3860型静态数字应变仪一台；
2．多功能组合实验装置一台；
3．等强度实验梁一根；
4．温度补偿块一块。

三、实验原理和方法
桥路变换接线实验是在等强度实验梁上进行。它是由旋转支架、等强度梁、砝码等组成。
等强度梁材料为高强度铝合金，弹性模量E=70GN/m2。在梁的上、下表面沿轴向各粘贴两
个应变片，如图4-1所示。

19.6 1（2） 4（3）
mm

厚度：5mm
170 mm

图4-1 等强度实验梁
在图4-2的测量电桥中，若在四个桥臂上接入规格相同的电阻应变片，它们的电阻值为
R，灵敏系数为K。当构件变形后，各桥臂电阻的变化分别为ΔR1、、ΔR2、ΔR3、ΔR4，它
们所感受的应变相应为ε1、ε2、ε3、ε4，则BD端的输出电压由式（4-1）给出

RRRRRRRRUU4321ACBD(4



kAC4321
AC
4)(4


KUKU

（4-1）

由此可得应变仪的读数应变，按式（4-1）为
ε
D＝ε1＋ε2＋ε3＋ε4

在实验中采用了六种不同的接线方式，但其读数应变与被测点应变间的关系均可按上

式进行分析。

四、实验步骤
1．单臂测量
采用半桥接线法，测量等强度梁上四个应变片的应变值。将等强度梁上每一个应变片分
别接在应变仪不同通道的接线柱A、B上，补偿块上的温度补偿应变片接在应变仪的接线柱
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B、C上，并使应变仪处于半桥测量状态。TS3860型静态数字应变仪的操作步骤参见TS3860
型静态数字应变仪使用说明书。载荷为零时，将应变仪预调平衡，然后按每级载荷2.02N
（206g）逐级加载至8.08N（824.2g）（砝码每块206g），多功能组合实验装置的操作步骤参
见NH—3型多功能组合实验装置说明书。记录各级载荷作用下的读数应变。
2．半桥测量
采用半桥接线法。选择等强度梁上两个应变片，分别接在应变仪的接线柱A、B和B、
C上，应变仪为半桥测量状态，应变仪作必要的调节后，按步骤1的方法加载并记录读数应
变。
3．相对两臂测量
采用全桥接线法。选择等强度梁上两个应变片，分别接在应变仪的接线柱A、B和C、
D应变仪为全桥测量状态。应变仪作必要调节后，按步骤1的方法进行实验。
4．全桥测量
采用全桥接线法。将等强度梁上的四个应变片有选择地接到应变仪的接线柱A、B、C、
D之间，此时应变仪仍然处于全桥测量状态。应变仪作必要的调节后，按步骤1的方法进行
实验。
5．串联测量
将等强度梁上的应变片（1）、（4）和应变片（2）、（3）分别串联后按图4-3半桥接线，
应变仪为半桥测量状态。应变仪作必要的调节后，按步骤1进行实验。
6．并联测量
将等强度梁上的应变片（1）、（4）和（2）、（3）分别并联后按图4-4半桥接线，应变仪
为半桥测量状态。应变仪作必要调节后，按步骤1进行实验。

图4-2 测量电桥图4-3 串联半桥线路图4-4 并联半桥线路
五、实验结果的处理
1．求出各种桥路接线方式所测得的梁的应变值，并计算它们与理论应变值的相对误差。
2．比较各种桥路接线方式的测量灵敏度。
实验记录和计算数据表格可参考表4-1～表4-3。

六、思考题
分析各种桥路接线方式中温度补偿的实现方式。