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第三章_应变测量技术

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1 第三章 电测法 电测法的应用特别广泛,涉及到许多领域。在实验应力分析、断裂力学、静、动态试验、宇航工程中都有广泛的用途。在桥梁结构试验中最常用的是电阻应变测试技术。 1938 年,由 E.Similton 和 A.Ru ge 等人首次制造出了丝绕式电阻应变片,57 年出现了半导体应变片,至今各种规格的应变片已有二万多种。 1856 年,W.Thomson 在铺设海底电缆时发现了电缆随海水深度不同而变化,通过近一步对铁丝和铜丝近行拉伸试验,得到了三个结论: 1.铜丝和铁丝的应变与其电阻的变化成涵数关系; 2.铜丝和铁丝的应变对其电阻的变化有不同的灵敏度; 3.铜丝和铁丝由于应变而产生的电阻变化可用惠斯通电桥测量。 这些结论是现代电测法的理论基础,他指出了应变可以转换成电阻的变化,从而使用电学方法测量应变成为可能。 电测法的优点: 1.精度高,1%; 2.分辨率高,可测出 10-6,即1μ ε ,对钢只有 0.2MPa 的应力;(分辨率:可检测出的被测量的最小值。灵敏度:输出量的变化值与相应被测量的变化值之比)。 3.测量范围广,可达23%; 4.尺寸小(最小的 0.2mm),可满足应力梯度较大的应变测量;尺寸小另一个重要意义在于当前某些工程结构(如船体、桥梁、飞机、桁架等)进行全面的应力分析时,往往要测量数十点甚至数百点的应力,电阻片很容易大量粘贴使用。对于结构十分紧凑以至其他测量仪表(如杠杆引伸仪)根本无法安装的情况下,电测法就能发挥很大的作用,可以用来测量局部应力。 5. 质量小,便于安装,不会干绕构件的应力状态;这是一个突出的优点。它使得电测不仅可以作静态应力的测量,而且可以在动态应力分析方面发挥独特作用。对一系列重要的动力学参数(如加速度、振幅、频率等)能够比较精确地进行实验研究。 6.频率响应好,响应时间约为10-7s;在高频动应变(冲击力及爆炸压力等)测量中具有很好的动态响应。 7.可以在高温(800~1000℃)、低温(-100~-70℃)、高压(上万个大气压)、高速旋转(几千转/min~几万转/min)、核幅射等特殊条件下成功的使用; 8.输出电信号,易于实现测量数字化和自动化,即适合于现场测量,也可以进行遥测,还可以制成各种传感器,可以作力,液压,位移,转角,速度及加速度等参量的测量,是一种使用方便、适用性强、比较完备的测试手段。 缺点是: 1.只能测结构物表面应变; 2.现场测量受环境温度和湿度影响大; 3.对应力集中的测量不够精确。 主要缺点是...

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