等强度梁应变测定实验

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；二、实验仪器和设备1.YJ-4501A/SZ静态数字电阻应变仪；2.等强度梁实验装置一台；3.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270mGNE=。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ΔR1、ΔR2、1ΔR3、ΔR4它们所感受的应变相应为ε1、ε2、ε3、ε4，则BD端的输出电压UBD为()dACACACBDKUKURRRRRRRRUUεεεεε44443214321=+−−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛Δ+Δ−Δ−Δ=由此可得应变仪的读数应变为4321εεεεε+−−=d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。电桥多点接线原理应变仪上多点测量接法图42．双臂半桥测量采用半桥接线法。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串联等强度梁上四片应变片，在应变仪上选一通道，按图5e并联五、实验结果的处理1．计算出以上各种测量方法下，Δ起的应变的平均值后接至接线柱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）。图5均dεΔP所引，并计算它相对误差。3．上等强度梁各横截面上应变（应力）应相六、思现方法。联或并联测量方法能否提高测量灵敏度。们与理论应变值的2．比较各种测量方法下的测量灵敏度。比较单臂多点测量实验值，理论等。实验记录和计算可参考表1和表2。考题1．分析各种测量方法中温度补偿的实2．采用串表2中理论应变值指等强度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；%100理论应变值理论应变值实验应变值−相对误差指：测量方法表1单臂多点半桥测量3R1R2R3R4P(g)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)∆P(g)ε(με)∆ε(με)ε(με)∆ε(με)ε(με)均dεΔ(ε)μ续表1测量方载荷双臂半桥测量对臂全桥测量四臂全桥测量双臂半桥测量并联双臂半桥测量法串联P(g)∆P(g)ε(με)∆ε(με)(με)∆ε(με)(με)∆ε(με)ε(με)(με)εεε(με)∆ε(με)∆ε均dεΔ()με表量方法读数应变值实验应变值理论应变值相对误差测量灵敏度2测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*单臂半桥读数应变值用四个应变的平均应变值片4YJ-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1．左显示窗显示测量通道，00—99，本机00—12。2．右显示窗显示灵敏系数K值，或校准值，或测量值。3．指示灯分别为测量（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K5值，则按测量键，K指示灯灭，测量με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（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。6