【正文】 由上式知，當(dāng) 1R 4R = 2R 3R 時(shí)，則電橋輸出電壓 0U =0， 則稱電橋處于平衡狀態(tài)。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 應(yīng)變測(cè)量的原理 惠斯通電橋原理 電橋原理概述 電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的原理就是 惠斯通電橋 原理 。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 分析電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的工作原理和特點(diǎn) 了解電阻應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的基本組成部分，分析應(yīng)變儀 的工作原理和不同橋路搭建形式的優(yōu)點(diǎn)和不足，以及不同橋路適用于那些場(chǎng)合，選定半橋，一片工作片、一片補(bǔ)償片的搭橋方式。 （ 2） 研制柵長(zhǎng)較小、 適應(yīng) 更高溫度及有特殊用途的應(yīng)變計(jì)。另外，核輻射熱還會(huì)使應(yīng)變計(jì)有熱輸出，因此在應(yīng)變測(cè)量時(shí)，應(yīng)采用抗核輻射的敏感柵材料和無(wú)機(jī)粘結(jié)劑或 聚酰亞胺 粘結(jié)劑，并采取嚴(yán)格的屏蔽和補(bǔ)償措施。應(yīng)變計(jì)引線的引出 ,通常采用灌注了環(huán)氧樹脂或 松香 錠子油的帶有錐形內(nèi)孔的密封裝置。 （ 2） 高速旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的應(yīng)變測(cè)量 。另外，它在對(duì)結(jié)構(gòu)和設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)方面也有著廣泛的應(yīng)用前景。 早期的電阻應(yīng)變計(jì) 測(cè)量?jī)x器 ，用 直流電橋 和 檢流計(jì) 顯示的方法測(cè)量應(yīng)變，其靈敏度和精度都 比較 差， 20 世紀(jì) 40 年代，出現(xiàn)由可 調(diào)節(jié) 的測(cè)量 電橋 和 放大器 組成的電阻應(yīng)變儀，使電阻應(yīng)變計(jì)在 工程 技術(shù) 和科學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域內(nèi)獲得廣泛的應(yīng)用。電阻應(yīng)變計(jì)的主要缺點(diǎn)是：①一個(gè)應(yīng)變計(jì)只能測(cè)定構(gòu)件表面一點(diǎn)在某個(gè)方向的應(yīng)變；②只能測(cè)得柵長(zhǎng)范圍內(nèi)的平均應(yīng)變。 電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量技術(shù) 的優(yōu)點(diǎn)是：①測(cè)量精度和 靈敏度 高；② 頻率響應(yīng) 好，可測(cè)量從靜態(tài)到數(shù)十萬(wàn)赫的動(dòng)態(tài)應(yīng)變 ； ③測(cè)量數(shù)值范圍廣 ； ④易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量的 數(shù)字化 、自動(dòng)化 和無(wú)線電 遙測(cè) ；⑤可在高溫、 低溫 、高壓液下、高速 旋轉(zhuǎn) 、強(qiáng) 磁場(chǎng) 和 核輻射等 環(huán)境 進(jìn)行測(cè)量；⑥可制成各種 傳感器 ，測(cè)量力、 壓力 、 位移 、 加速度 等物理量，在 工業(yè) 過(guò)程 和 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 中用作 控制 或監(jiān)視的 敏感元件 。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 電阻應(yīng)變計(jì) 品種 繁多，包括有分別適用于高溫、低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)和核輻射等條件的，以及用于測(cè)量 殘余應(yīng)力 和 應(yīng)力集中 的特殊應(yīng)變計(jì)。并且，它不僅適用于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、模型試驗(yàn)，還可以在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)或部件進(jìn)行測(cè)量，這些特點(diǎn)是任何一種 應(yīng)變測(cè)量技術(shù) 所不能比 擬的。因此，用電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量高溫或低溫條件下的應(yīng)變時(shí)，其精度比常溫條件下差。對(duì)于在水下工作的應(yīng)變計(jì)，采用凡士林、 二硫化鉬 或 環(huán)氧樹脂 等化學(xué) 涂 層 后 ,可在200～ 1000 巴（ 1 巴＝ 10□帕）的壓力下測(cè)量應(yīng)變。核輻射對(duì)電阻應(yīng)變計(jì)的影響較為復(fù)雜，除了核輻射產(chǎn)生 電磁感應(yīng)對(duì)應(yīng)變測(cè)量產(chǎn)生“干擾”外，還會(huì)使電阻應(yīng)變計(jì)的敏感柵和粘結(jié)劑的性能發(fā)生變化，使應(yīng)變計(jì)的電阻和靈敏系數(shù)發(fā)生變化。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 電阻應(yīng)變 測(cè)量技術(shù)的改進(jìn)途徑 （ 1） 合理 設(shè)計(jì) 敏感柵的 形狀 ，研制性能更好的敏感柵和粘結(jié)劑，以提高測(cè)量精度和 穩(wěn)定性 。 相關(guān)資料檢索 通過(guò)對(duì)相關(guān)教材、書籍、國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、行業(yè)信息、互聯(lián)網(wǎng)、專業(yè)文摘和刊物等文獻(xiàn)資料 檢索 ，對(duì)搜集到的相關(guān)資料作進(jìn)一步整理，初步了解電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)的相關(guān)理論知識(shí)、工作原理、和發(fā)展趨勢(shì)，以及起重機(jī)的工作特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)試驗(yàn)記錄得的數(shù)據(jù)，以及輔助軟件“結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器” 計(jì)算出支 腿部分的各單元的內(nèi)力 ，再用《材料力學(xué)》公式計(jì)算出各端桿件的工作穩(wěn)定性系數(shù)，再對(duì)比許用安全系數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性校核。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 直流電橋 電橋的輸出電壓 ： 設(shè)電橋中四個(gè)橋臂電阻為 1R 、 2R 、 3R 、 4R （其中任一個(gè)電阻可以是應(yīng)變片）。 電橋的平衡 測(cè)量前，必須先使電橋處于平衡狀態(tài)，即電橋無(wú)輸出。1R 與 39。 1R 、 2R因溫度改變引起的電阻變化是相等的，利用橋路特性可消除 t? 的影響。對(duì)于等臂電橋，此時(shí)應(yīng)變儀的讀數(shù)應(yīng)變由公式（ 219）可得出： 4321 ????? ????d (221) 實(shí)際測(cè)量時(shí)，可分兩種情況： 圖 26 1） 全橋測(cè)量：四個(gè)橋臂上都接工作應(yīng)變片； 2）相對(duì)兩臂測(cè)量：電橋相對(duì)兩臂接工作應(yīng)變片，另相對(duì)兩臂接溫度補(bǔ)償片。 ：計(jì)算彎矩最大 maxM 、彎矩圖 對(duì)于主梁各橫截面上的彎矩，有 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 AD 段 0)()( 112 ????? xlNxyFM B (312) 把lFyNB ?代入上式 解得 12 )1( xlyFM ?? )0( 1 yx ?? (313) DB 段 0)( 22 ??? xlNM B (314) 同樣 把 lFyNB ?代入 解得 ?2M FyxlFy ?? 2 )( 2 lxy ?? (315) 考慮到彎矩是衡量的主要內(nèi)力，而且不論吊重 F 在什么位置，最大彎矩總是發(fā)生在吊重之處，即橫梁 AB 的 D 截面上，即當(dāng) yx? 時(shí)，彎矩達(dá)最大 值， 有 2M = lFyFyMD2?? (316) 由于吊重是移動(dòng)載荷，所以還需分析此載荷在什么位置時(shí)才使橫梁處于危險(xiǎn)的工作狀況。 中文視窗 2020/XP 操作系統(tǒng)下采用 C++編制的采樣控制和分析軟件 ,具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)性以及良好的可移植性、可擴(kuò)充性和可升級(jí)性 。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 DH3817 動(dòng)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 1測(cè)量點(diǎn)數(shù) :每臺(tái)采集箱 8點(diǎn) ,每臺(tái)計(jì)算機(jī)可控制 16 臺(tái)采集箱 。 8自動(dòng)平衡范圍 :177。如圖 42 所示： KFA/DDC 2V 圖 42 測(cè)量原理 圖中： Rg 為測(cè)量片電阻， R 為固定電阻， FK 為 低 漂移差動(dòng)放大器增益， 因 ?EgKVi ? (41) 即 ?EgKKV F?0 (42) 所以 FEgKKV04?? (43) 式中： Vi 為直流電橋的輸出電壓 Eg 為橋壓（ V） K為應(yīng)變計(jì)靈敏系數(shù) ?為輸入應(yīng)變量 )(?? 0V 為低漂移放大器的輸出電壓 )(V? FK 為放大器的增益 當(dāng) VEg 2? 2?K 時(shí) )(0 ??? FKV? (44) 對(duì)于 2/1 橋電路 FEgKKV02?? (45) 對(duì)于全橋電路 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 FEgKKV0?? (45) 這樣，測(cè)量結(jié)果由軟件加以修正即可。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 52 試驗(yàn)步驟 （ 1）系統(tǒng)的連接 將 DH3817 動(dòng)靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試分析系統(tǒng) 隨機(jī)附送的 1394 通訊電纜將 儀器擴(kuò)展輸入 端口與計(jì)算機(jī)的相應(yīng)端口連接起來(lái)。采集在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)力應(yīng)變的變化數(shù)據(jù) 。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 分析 主梁強(qiáng)度校核 1? 為吊重在跨中上緣所產(chǎn)生的正應(yīng)力， 設(shè) 2? 為主梁自重在跨中上緣所產(chǎn)生的正 應(yīng)力 。 采用半橋方案搭建橋路，其中一片應(yīng)變片為工作片，一片為補(bǔ)償片 ，以主梁跨中上緣為測(cè)點(diǎn)，在靜態(tài)工作下，測(cè)量吊重位于主梁各個(gè)位置時(shí)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變量，錄得的數(shù)據(jù)顯示當(dāng)?shù)踔匚挥诳缰袝r(shí)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變最為明顯，所以此時(shí)該起重機(jī)的危險(xiǎn)點(diǎn)處于最危險(xiǎn)工作狀態(tài)。我一定謹(jǐn)記老師們的教誨，今后努力工作不辜負(fù)老師們的期望和教導(dǎo)。 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)是 對(duì)我們大學(xué)四年以來(lái)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一項(xiàng)檢驗(yàn)。 使用方法及步驟： 1. 建模 編入程序： (1)定義變量 : 變量定義 , H1=1505,H2=933, S1=940,S2=1486 因?yàn)榍蠼馄鬈浖膮?shù)和變量沒(méi)有明確 的單位，因此今后輸入的變量和參數(shù)一律根廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 據(jù)自己預(yù)設(shè)的單位取向來(lái)取值，以上長(zhǎng)度的單位為 mm，后面的力學(xué)單位分別為 N和 Mpa。 圖 56 廣州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 （ 5） 試驗(yàn)結(jié)果 初步 分析 ① 應(yīng)變分布分析 圖 55 為吊重由一個(gè)跨端緩慢移動(dòng)到跨中再移動(dòng)到另一個(gè)跨端的過(guò)程中，主梁跨中上緣的應(yīng)變變化過(guò)程。最后把 8 個(gè)通道 與 Vi對(duì)應(yīng)的 接線端用導(dǎo)線連接起來(lái)，接到 Vi輸出端，如下圖 54 所示，橋路搭建完成。 加載器 試驗(yàn)裝