工程测试力的测试

第二节应变、应力和力的测试一应变、应力的测试二空间力系的测试2020年1月24日星期五一、测试原理测试用传感器：应变片测量用电路：电桥电路)(41)(41,,,,,,4321044332211043214321gyySUURRRRRRRRUURRRRRRRR对应的应变计算则为：则电桥输出电压为：，的阻值变化分别为若2020年1月24日星期五一、测试原理应变片布置和电桥连接的原则应变片布置的原则：应变片应粘贴在被测对象应变最大的位置处，并尽量排除非测力的影响。电桥连接的原则：电桥连接应选取输出最大的接桥方法，并尽量排除非测力的影响。2020年1月24日星期五二、几种典型力作用下应变的测试1、拉力作用下应变的测试（排除弯矩的影响）电桥连接：拉力作用下只有正的应变，最多接成对臂半桥。应变片布置有两种方法：方法一：应变片布置在弯矩作用下的中性层上；方法二：应变片布置在上下表面上。2020年1月24日星期五第6章第1节应变、应力的测试二、几种典型力作用下应变的测试1、拉力作用下应变的测试（排除弯矩的影响）方法一：应变片布置在弯矩作用下的中性层上gyFFgBAgyFBFBBFAFAASUUSUSUURR000221)(41:,:拉力产生的应变则为：电桥输出电压为：应变片状态：2020年1月24日星期五第6章第1节应变、应力的测试二、几种典型力作用下应变的测试1、拉力作用下应变的测试（排除弯矩的影响）方法二：应变片布置在上下表面上gyFFgBAgyMFBMBFBBMFAMAFAASUUSUSUURR000221)(41:,:拉力产生的应变则为：电桥输出电压为：应变片状态：2020年1月24日星期五第6章第1节应变、应力的测试二、几种典型力作用下应变的测试2、弯矩作用下应变的测试（排除拉力的影响）电桥连接：弯矩作用下既有正的应变，又有负的应变，故可接成全桥电路。应变片布置：应变片布置在上下表面上，各两个。2020年1月24日星期五二、几种典型力作用下应变的测试2、弯矩作用下应变的测试（排除拉力的影响）gyMMgDCBAgyMFDMDFDDMFCMCFCCMFBMBFBBMFAMAFAASUUSUSUURRRR000)(41:,::,:弯矩产生的应变则为：电桥输出电压为：应变片状态：2020年1月24日星期五二、几种典型力作用下应变的测试3、扭矩作用下应变的测试电桥连接：扭矩作用下试件的表面会产生大小相等、方向正交的应变，故可接成全桥电路。应变片布置：根据主应力方向，沿与轴线成45°或135°的方向各粘贴两个应变片。2020年1月24日星期五二、几种典型力作用下应变的测试3、扭矩作用下应变的测试gyTTgDCBAgyTDTDDTCTCCTBTBBTATAASUUSUSUURRRR000)(41:,::,:扭矩产生的应变则为：电桥输出电压为：应变片状态：2020年1月24日星期五二、几种典型力作用下应变的测试3、扭矩作用下应变的测试2020年1月24日星期五三、平面应力状态下主应力的测试平面应力状态下主应力的测试可分为两种情况：一种是主应力方向已知，另一种是主应力方向未知。1、主应力方向已知例如一个内部承受压力作用的容器，其表面就处于平面应力状态，且主应力方向是已知的。2020年1月24日星期五三、平面应力状态下主应力的测试1、主应力方向已知ggSUUSUUR022011４同理可得４接入电桥电路，可得，方向贴应变片沿１１2020年1月24日星期五三、平面应力状态下主应力的测试1、主应力方向已知—泊松比。弹性模量，—式中，行计算。而必须用下面的公式进，直接得出注意：此时，不能由EEE)(1)(1,,1222212121212020年1月24日星期五三、平面应力状态下主应力的测试2、主应力方向未知2020年1月24日星期五一、空间力系概述对一个空间力系都可以化为三个互相垂直的分力和三个互相垂直的分力矩，因此，要测试空间的力系，就必须测出它所包括的三个分力和三个分力矩。二、空间力系测量装置空间力系测量装置种类较多，目前常用的主要有两种：1、弹性元件加应变片组成2、压电元件组成2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（1）弹性柱+应变片2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（2）八角环+应变片——圆环+应变片2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（2）八角环+应变片——圆环+应变片2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（2）八角环+应变片——圆环+应变片2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（2）八角环+应变片2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（2）八角环+应变片2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置1、弹性元件加应变片（3）测力架2020年1月24日星期五二、空间力系测量装置2、压电元件——压电式力传感器2020年1月24日星期五案例：重量的自动检测--配料设备比较重量设定原材料原理：弹簧-力-位移-电位器-电阻电阻应变式传感器的应用：测力案例：电子称原理将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。电阻应变式传感器--应变片案例：冲床生产记数和生产过程监测电阻应变式传感器--应变片案例：机器人握力测量电阻应变式传感器--应变片案例：玩具机器人（广州中鸣数码）原理：电机-转角-电位器-电阻测试技术复习提纲第1章信号及其描述1、信号的定义、数学模型及其分类。2、信号的时域描述和频域描述。3、周期信号的频域描述：（1）傅立叶级数的三角函数和复指数函数展开式。（2）周期信号的频谱特征。4、非周期信号的频域描述：（1）非周期信号的分类。（2）傅立叶变换及其性质。（3）典型信号的频谱。2020年1月24日星期五测试技术复习提纲第2章测试装置的基本特性1、测试装置的线性模型及其性质。2、测试装置的静态特性及其描述指标。3、测试装置的动态特性：（1）频率响应函数的定义。（2）频率响应函数的表示方法。（3）频率响应函数的求法：a、理论计算法b、实验法（4）一阶、二阶系统的动态特性。4、实现不失真测试的条件。2020年1月24日星期五测试技术复习提纲第3章常用传感器1、传感器的定义、组成和分类。2、应变片的组成及各部分作用。3、金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理。4、电感式传感器的工作原理及其分类。5、电容式传感器的分类。6、压电效应及其三种形式。7、压电式传感器及其前置放大器。8、传感器的选用原则。2020年1月24日星期五测试技术复习提纲第4章中间变换器1、直流电桥的作用及其接桥方式。2、交流电桥的平衡条件及纯电阻交流电桥的平衡。3、调制与解调的概念及调制的方式。4、调幅的原理及其解调方法。5、调频的原理及其借条方法。6、滤波器的作用及分类。7、低通、高通RC滤波器的组建方式。8、常用频谱分析的滤波器。2020年1月24日星期五测试技术复习提纲第5章振动的测试1、激振的方式及激振器。2、加速度计及其安装方式。3、振动参数的估计方法：（1）自由振动法（2）共振法2020年1月24日星期五测试技术复习提纲第6章应变、应力和力的测试1、测试传感器和变换电路。2、典型力作用下的应变测量。3、应力的测量。4、力的测量方法。2020年1月24日星期五