1
Δ R 3 、Δ R 4 它 们 所 感 受 的 应 变 相 应 为 ε 1 、ε 2 、ε 3 、ε 4 ，则 BD 端 的 输 出 电 压 U BD 为
U
BD
=
U
AC
4
ΔR3 U AC K ΔR2 ΔR4 ⎞ ⎛ Δ R1 − − + ⎜ ⎟ = R R R R 4 ⎝ ⎠
(ε 1
− ε
2
− ε
电桥多点接线原理 图4 2． 双 臂 半 桥 测 量
应变仪上多点测量接法
采 用 半 桥 接 线 法 。取 等 强 度 梁 上 、下 表 面 各 一 片 应 变 片 ，在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5a 接 至 接 线 柱 A 、 B 和 B 、 C 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1 （ b ） 。 3． 相 对 两 臂 全 桥 测 量 采 用 全 桥 接 线 法 。取 等 强 度 梁 上 表 面（ 或 下 表 面 ）两 片 应 变 片 ，在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5b 接 至 接 线 柱 A 、 B 和 C 、 D 上 ， 再 把 两 个 补 偿 应 变 片 接 到 B 、 C 和 A、 D 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 。 4． 四 臂 全 桥 测 量 采 用 全 桥 接 线 法 。 取 等 强 度 梁 上 的 四 片 应 变 片 ， 在 应 变 仪 上 选 一 通 道 按 图 5c 接 至 接 线 柱 A、 B、 C、 D 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 。 5． 串 联 双 臂 半 桥 测 量
二、实验仪器和设备
1. 2. 3. YJ-4501A/SZ 静 态 数 字 电 阻 应 变 仪 ； 等强度梁实验装置一台； 温度补偿块一块。
三、实验原理和方法
等强度梁实验装置如图 1 所示， 图 中 1 为等强度梁座体，2 为等强度梁， 3 为等强度梁上下表面粘贴的四片应 变 片 ，4 为 加 载 砝 码（ 有 5 个 砝 码 ，每 个 200 克 ） ，5 为 水 平 调 节 螺 钉 ，6 为 水 平 仪 ，7 为 磁 性 表 座 和 百 分 表 。等 强 度 梁的变形由砝码 4 加载产生。 等强度梁 材料为高强度铝合金，其弹性模量
相对误差指： 表1 测量方法
实验应变值 − 理论应变值 100% 理论应变值
单臂多点半桥测量
3
R1 P(g) ∆ P(g) ε ( με ) ∆ε ( με ) ε ( με )
R2 ∆ε ( με ) ε ( με )
R3 ∆ε ( με ) ε ( με )
R4 ∆ε ( με )
Δε d均
(με)
2
采 用 半 桥 接 线 法 。 取 等 强 度 梁 上 四 片 应 变 片 ， 在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5d 。 串 联 后 接 至 接 线 柱 A、 B 和 B、 C 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b） 6． 并 联 双 臂 半 桥 测 量 采 用 半 桥 接 线 法 。 取 等 强 度 梁 上 四 片 应 变 片 ， 在 应 变 仪 上 选 一 通 道 ， 按 图 5e 。 并 联 后 接 至 接 线 柱 A、 B 和 B、 C 上 ， 然 后 进 行 实 验 ， 实 验 步 骤 同 1（ b）
6
六、思 考题
1． 分 析 各 种 测 量 方 法 中 温 度 补 偿 的 实 现 方 法 。 2． 采 用 串 联 或 并 联 测 量 方 法 能 否 提 高 测 量 灵 梁表面测点理论计算应变值； 实验应变值指实验测试的应变值； 测量灵敏度指实验应变值与读数应变值的比值；
图5
五、实验结果的处理
1 ． 计 算 出 以 上 各 种 测 量 方 法 下 ， Δ P 所 引 起 的 应 变 的 平 均 值 Δε d均 ， 并 计 算 它 们与理论应变值的相对误差。 2． 比 较 各 种 测 量 方 法 下 的 测 量 灵 敏 度 。 3． 比 较 单 臂 多 点 测 量 实 验 值 ， 理 论 上 等 强 度 梁 各 横 截 面 上 应 变 （ 应 力 ） 应 相 等。 实 验 记 录 和 计 算 可 参 考 表 1 和 表 2。
续表 1 测量方法 载荷 P(g) ∆ P(g) 双臂半桥测量 ε ( με ) ∆ε ( με ) 对臂全桥测量 ε ( με ) ∆ε ( με ) 四臂全桥测量 ε ( με ) ∆ε ( με ) 串联 双臂半桥测量 ε ( με ) ∆ ε ( με ) 并联 双臂半桥测量 ε ( με ) ∆ε ( με )
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． 掌 握 电 阻 应 变 仪 的 使 用 ； 3． 测 定 等 强 度 梁 上 已 粘 贴 应 变 片 处 的 应 变 ， 验证等强度梁各横截面上应变 （应 力）相等。 4． 掌 握 应 变 片 在 测 量 电 桥 中 的 各 种 接 线 方 法 ；
1． 左 显 示 窗 2． 右 显 示 窗 3． 指 示 灯 显 示 测 量 通 道 ， 00—99 ， 本 机 00 — 12 。 显示灵敏系数 K 值，或校准值，或测量值。 分别为测量（με） ， 灵 敏 系 数 （ K） ，校准，全桥， 半桥指示灯。 ４． 全桥测量、半桥测量选择键。
5．
灵敏系数设定键。
6．
测量键。
7．
校准键。
8．
上行、下行键。
9．
置零键。
10 ．
RC232 传 输 键 。
11 ．
复位键。
操作
打 开 应 变 仪 左 边 电 源 开 关 ，左 显 示 窗 显 示 提 示 符 P ，且 半 桥 指 示 灯 亮（ 应 变 仪处于半桥工作状态） 。 1． 灵 敏 系 数 K 设 定 按 K 键，K 指示灯亮，右显示窗显示上次关机前 K 值，如不需要设定 K
E = 70 GN m 2 。 等 强 度 梁 尺 寸 见 图 2 。
图1
图2 在 图 3 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 Δ R 1 、 Δ R 2 、
（ 1）
半桥测量 应变仪开机后就处于半桥工作状态，按测量键后，应变仪就可以在半桥
测 量 状 态 下 工 作 。 分 别 在 各 通 道 的 A、 B、 C 接 线 柱 上 按 下 图 （ a） 半 桥 接 线 法 接 入 被 测 量 电 阻（ 即 应 变 片 ） ，通 过 上 行 、下 行 、置 零 键 ，对 各 测 量 通 道 置 零（可反复进行） ， 然 后 进 行 试 验 测 量 。 如 果 用 公 共 补 偿 接 线 法 ， 则 A、 B 各 通 道 接 工 作 片 ， 补 偿 片 接 在 0 通 道 的 B、 C 接 线 柱 上 。 （ 2） 全 桥 测 量 按 全 桥 / 半 桥 键 ，使 应 变 仪 处 于 全 桥 测 量 状 态 ，分 别 在 各 通 道 的 A 、B 、C 、 D 接 线 柱 上 按 下 图（ b ）全 桥 接 线 法 接 入 被 测 量 电 阻（ 即 应 变 片 ） ，通 过 上 行 、 下行、置零键，对各测量通道置零（可反复进行） ，然后进行试验测量。
5
值 ，则 按 测 量 键 ，K 指 示 灯 灭 ，测 量 μ ε 指 示 灯 亮 ，应 变 仪 进 入 测 量 工 作 状 态 ； 如需要重新设定 K 值， 则按上行、 下行键， 使右显示窗显示为所需设定的 K 值 （ 一 般 K 值 在 1.8~2.5 范 围 内 变 化 ） ，设定完后按测量键，应变仪进入测量工 作状态。 2． 全 桥 /半 桥 选 择 应 变 仪 开 机 时 就 处 于 半 桥 工 作 状 态 ，如 需 要 选 择 全 桥 工 作 状 态 ，则 按 全 桥 /半 桥 工 作 键 ， 半 桥 指 示 灯 灭 ， 全 桥 指 示 灯 亮 ， 应 变 仪 处 于 全 桥 工 作 状 态 ； 如 需 要 返 回 半 桥 工 作 状 态 ， 再 按 一 次 全 桥 /半 桥 键 ， 即 返 回 半 桥 工 作 状 态 。 3． 测 量 应 变 仪 背 面 有 一 个 校 准 通 道（ 0 通 道 ）和 12 个 测 量 通 道 ，可 接 12 个 被 测 量点。应变仪背面如下图所示
Δε d均
( με )
表2 测量方法 单臂半桥测量 双臂半桥测量 对臂全桥测量 四臂全桥测量 串联双臂半桥测量 并联双臂半桥测量 读数应变值 实验应变值 理论应变值 相对误差 测量灵敏度
* 单臂半桥读数应变值用四个应变片的平均应变值
4
YJ-4501A/SZ 静态数字电阻应变仪使用简介
面板介绍
应变仪面板如上图所示
3
+ ε
4
)=
U
AC
K
4
ε
d
由此可得应变仪的读数应变为
ε d = ε1 − ε 2 − ε 3 + ε 4
在实验中采用了六种不同的桥路接线方法，等强度梁上应变测定已包含在其 中。桥路接线方法实验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、实验内容
1． 单 臂 （ 多 点 ） 半 桥 测 量 a ． 采 用 半 桥 接 线 法 。 将 等 强 度 梁 上 四 个 应 变 片 分 别 接 在 应 变 仪 背 面 1~4 通 道 的 接 线 柱 A、 B 上 ， 补 偿 块 上 的 应 变 片 接 在 接 线 柱 B、 C 上 （ 见 图 4） ，应变 仪具体使用祥见应变仪使用说明。 b． 载 荷 为 零 时 ， 按 顺 序 将 应 变 仪 每 个 通 道 的 初 始 显 示 应 变 置 零 ， 然 后 按 每 级 200 克 逐 级 加 载 至 1000 克 ， 记 录 各 级 载 荷 作 用 下 的 读 数 应 变 。