2-4、现有栅长为 3mm 和 5mm 两种丝式应变计,其横向效应系数分别为 5%和 3%,欲用来测量泊松比 μ=的铝合金构件在单向应力状态下的应力分布(其应力分布梯度较大)
试问:应选用哪一种应变计为什么答:应选用栅长为 5mm 的应变计
由公式和知应力大小是通过测量应变片电阻的变化率来实现的
电阻的变化率主要由受力后金属丝几何尺寸变化所致部分(相对较大)加上电阻率随应变而变的部分(相对较小)
一般金属 μ≈,因此(1+2μ)≈;后部分为电阻率随应变而变的部分
以康铜为例,C≈1,C(1-2μ)≈,所以此时 K0=Km≈
显然,金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主
从结构尺寸看,栅长为 5mm 的丝式应变计比栅长为 3mm 的应变计在相同力的作用下,引起的电阻变化大
2-5、现选用丝栅长 10mm 的应变计检测弹性模量 E=2×1011N/m2、密度 ρ=cm3的钢构件承受谐振力作用下的应变,要求测量精度不低于%
试确定构件的最大应变频率限
答:机械应变波是以相同于声波的形式和速度在材料中传播的
当它依次通过一定厚度的基底、胶层 (两者都很薄,可忽略不计)和栅长而为应变计所响应时,就会有时间的迟后
应变计的这种响应迟后对动态 (高频)应变测量,尤会产生误差
由式中为声波在钢构件中传播的速度;又知道声波在该钢构件中的传播速度为:;;可算得
2-6、为什么常用等强度悬臂梁作为应变式传感器的力敏元件 现用一等强度梁:有效长=150mm,固支处宽 b=18mm,厚 h=5mm,弹性模量 E=2×105N/mm2,贴上 4 片等阻值、K=2 的电阻应变计,并接入四等臂差动电桥构成称重传感器
试问:1)悬臂梁上如何布片又如何接桥为什么2)当输入电压为 3V,有输出电压为 2mV 时的称重量为多少答:当力 F 作用在弹性臂梁自由端时,悬臂梁产生变形,在梁的上、下表面对称位置上应