Rp 600kΩ R 120
R 120 120Rp 0.024 120 Rp
而 K=2, R=120Ω的应变片，在100με作用下产 生的电阻变化为
R kR 2100106 120 0.024
上述情况下，将Rp=600kΩ的电阻并联到R=120Ω的测量片上与构件变形 使应变产生100με是等效的。
U B'D'
U '0 4
R' R'
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§3-4 应变仪
当UB’D’和UBD的大小相等方向相反时，双桥电路的输出电 压为
UBD' UBD UB'D' 0
于是，电表指针重新回零。这时可根据从Rb刻度盘上读 得的电阻改变值，按一定比例关系求得被测应变ε值。实
1. 静态电阻应变仪（测量不随时间变化的应变）
双桥零读法
工作原理：构件受力，测量桥
工作片电阻值产生变化，经载
波调幅，测量桥输出微弱电压
信号（调幅波，振幅与应变成
正比），经放大器放大、检波
器解调后接电表，引起电表指
针偏转。调节读数桥的桥臂电
阻（读数盘旋钮）使指针回零，
从读数盘刻度读出相应的应变。
注意：应变仪按单臂工作时刻
度，即： U BD
R 4R
.E
1 4
kE
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§3-4 应变仪
双桥电路零位法测量原理:
1—测量桥 2—读数桥 3—放大器 4—相敏检
波器 5—指示器
B R
ห้องสมุดไป่ตู้
A
1
D
U0
C UBD A’
34 5
B’ Rb
2
C’ UB’D’
D’ U0’
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6
0
2 K
1
1 A
K灵敏系数、α工作桥臂系数、A阻值和导线修正系数
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§3-4 应变仪
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§3-4 应变仪
四、应变仪使用中的问题
• 最佳负载匹配（设计负载阻抗值）
• 衰减器的使用 扩大测量范围，保证放大器工作在线性 区
• 标定装置及使用
标定装置的定度条件：应变片K=2、R=120Ω电桥单 臂工作，电桥引出导线5m以内。不满足条件，需修正， 真实应变值为
际上应变仪中Rb的刻度就是按上述比例关系直接刻度成 应变值的，故可直接读出。
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§3-4 应变仪
ΔR与ε之间的关系可按下述方法求得: 当电表重新回零时，
U0 k U'0 R'
4
4 R'
只考虑绝对值时，
R'
U0kR' U '0
或
R'
U0kR' U '0
从上式可知，给定U0、U0’、R’和k值后，ΔR与ε之 间即成定比关系，按此关系可直接刻度应变值(在一般应
➢ 电标定电桥的工作原理：当变 形使应变片产生ΔR=kεR的电阻应 变，为模拟这种变化，在应变片R 上并联一大阻值电阻Rp，使并联 后与并联前相比也产生ΔR的变化， 这种模拟试件变形的方法称作内标 定或电标定。
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§3-4 应变仪
三、电标定
例：内置100με，实际上是将Rp=600kΩ电阻 并联到R=120Ω的测量片上，则该臂阻值 减小量为
2. 动态电阻应变仪（测量周期或非周期动态应变）
多采用交流供桥、载波放大的形式。 由电桥、标定电路、振荡器、放大器、相敏检波器、滤波器等组成。
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§3-4 应变仪
2. 动态电阻应变仪（测量周期或非周期动态应变）
被测应变信号
调幅后输出电压
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变仪中是按灵敏系数k=2进行刻度的)。
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§3-4 应变仪
2. 动态电阻应变仪（测量周期或非周期动态应变）
动态应变仪可与各种记录器配合测量动态应变，测量的工 作频率可达0—2kHz，可测量周期或非周期的动态应变。
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§3-4 应变仪
稳压电源
振荡器
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§3-4 应变仪
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1-电桥 2-放大器 3-相敏检波器 4-低通滤波器 5-稳压电源 6-振荡器
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§3-4 应变仪
电阻应变仪一般介绍
由于电阻应变片的相对变化很小，因此必须设计专门的仪器对上述应变转化成的电 阻相对变化进行测量，最后用应变的标度指示出来。该类仪器就是应变仪，它由测 量电路和放大器构成。
§3-4 应变仪
应变仪是将电桥输出信号转换和放大，用应变标度指示出 来或输出相应的信号推动显示和记录仪器。电阻应变仪具 有灵敏度高、稳定性好、测试简便、精确可靠、远距测量 特点。作为应变片以及拉压力传感器、液压传感器、位移、 加速度传感器等应变式传感器的二次仪表，可进行相应物 理量测量。
电桥
放大器 相敏检波器 指示器
§3-4 应变仪
测量前两电桥都平衡，电表指针指零。 测量时应变片R 感受应变ε而产生电阻增量ΔR，则测量桥的输出电压为
U BD
U0 4
R R
U0 4
k
此时读数桥仍为平衡状态
（UB’D’=0），双桥电路的输出电 压UB’D’=UBD，电表指针偏转。调 节读数桥上的可变电阻Rb，读数 桥失去平衡，产生输出电压
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§3-4 应变仪
二、应变仪的分类和特点
根据应变仪工作频率范围分：静态、动态、超动态 1. 静态电阻应变仪（测量不随时间变化的应变）
应变仪组成 ： 测量桥、读 数桥、振荡 器 、放大器、 相敏检波 、 平衡指示仪 、 电源
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§3-4 应变仪
二、应变仪的分类和特点
类别
静态电阻应变仪
测量应变信号
静态应变
静动态电阻应变仪
单点动态应变测量
动态电阻应变仪
周期或非周期动态应变 多通道
超动态电阻应变仪 动态应变：爆炸、高速冲击
遥测应变仪
无线电传输信号原理 测量旋转体、运动件
测量频率范围
0 ~ 15Hz < 200Hz < 5KHz
几十 KHz
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一般检波器检波
相敏检波器检波
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§3-4 应变仪
2. 动态电阻应变仪（测量周期或非周期动态应变）
具多通道，用零位法进行测量
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§3-4 应变仪
三、电标定
➢ 动态应变仪中设有专用的标定 电桥，可产生若干标准的应变值， 根据标准应变值下的输出来标定 应变与应变输出之间的关系。