【文章內(nèi)容簡介】 態(tài)應(yīng)變儀： 測量不隨時間變化或變化極緩的應(yīng)變，即測量信號是靜態(tài)應(yīng)變。 型號： YJ5靜態(tài)應(yīng)變儀 二、靜動態(tài)應(yīng)變儀： 它既有測量靜態(tài)應(yīng)變的讀數(shù)裝置，又可向記錄儀輸出動態(tài)應(yīng)變信 號，測量頻率小于 200 HZ。它以測量靜態(tài)應(yīng)變?yōu)橹鳌? 型號： YJD5靜動態(tài)應(yīng)變儀 三、動態(tài)應(yīng)變儀： 測量隨時間變化的應(yīng)變，由于必須把應(yīng)變的動態(tài)過程記錄下來再 作分析，所以動態(tài)應(yīng)變儀是與記錄儀配套使用的。 型號： YD5動態(tài)應(yīng)變儀 四、遙測應(yīng)變儀： 運動構(gòu)件的應(yīng)變測量可應(yīng)用無線點遙測方法，把應(yīng)變信號經(jīng)調(diào) 制后用電磁波發(fā)射出去，經(jīng)接收機接收解調(diào)后進行記錄。 因此避免了在使用時由于導(dǎo)線連接帶來的接觸電阻，摩擦升溫等影響。無線電遙測具有噪聲信號小、耐振動和沖擊、安裝和使用方便等優(yōu)點。 電阻應(yīng)變測量 電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變儀 電橋電路 167。 4應(yīng)變片的連接法 電橋電路 電阻應(yīng)變儀中的電橋線路如圖所示。它以應(yīng)變片或電阻元件作為橋臂，在電橋中 A、 B、 C、 D四個特殊點不能弄混，頂點 A、 C稱為電橋的輸入端（電源端），頂點 B、 D稱為電橋的輸出端（測量端）。 一、導(dǎo)出輸入端電壓恒定時，直流電橋輸出電壓的表達式 設(shè)輸入電壓 E 恒定， B、 D間開路（應(yīng)變電橋的輸出總是接到電子 放大器的輸入端，而放大器的輸入阻抗一般很大 ,以致可近似認為 電橋輸出端是開路的）。實際上流過測量端的電流很小，電橋的 輸出端主要是電位差起作用，這樣，問題就變?yōu)榍?B、 D兩點間的 電位差。在電橋設(shè)計中，這種電橋稱為電壓橋。 環(huán)路定理： 環(huán)路的電壓降等于零。 電橋線路的兩個環(huán)路： 環(huán)路 ABCE 環(huán)路 ADCE 設(shè)：環(huán)路 ABCE的電流為 環(huán)路 ADCE的電流為 4,32,1II環(huán)路 ABCE： 022,112,1 ??? ERIRI212,1 RREI???環(huán)路 ADCE： 044,334,3 ??? ERIRI434,3 RREI???1R4R電阻 兩端的電壓降為： 電阻 兩端的電壓降為： 21112,1 RR ERRIU AB ???43444,3 RR ERRIU AD ???就等于 A、 B兩點的電位差： 就等于 A、 D兩點的電位差： BAAB UUU ??DAAD UUU ??ABUADU將兩式相減，可得 D、 B兩點間的電位差即電橋輸出電壓為： ? ?? ? ERRRRRRRRERRRRRRUUUUUUBDADABDB43214231434211?????????????????????21112,1 RR ERRIU AB ???43444,3 RR ERRIU AD ???討論： 電橋平衡 當(dāng)電橋平衡時， ，即 電橋平衡的條件 加載前 —— 預(yù)調(diào)平衡 當(dāng)應(yīng)變片沒有變形時，應(yīng)變電橋應(yīng)保持平衡，即輸出電壓為零。 但是，應(yīng)變片的阻值不可能絕對相同，更何況接觸電阻及導(dǎo)線電 阻之差異也不可避免，所以輸出電壓一般不為零，那么如何使電 橋平衡呢？ 即在應(yīng)變儀內(nèi)設(shè)一個預(yù)調(diào)平衡電路，如圖所示。 0?U 4231 RRRR ?在橋路上并聯(lián)電阻 、 , 接在電橋的 A、 C結(jié)點間，滑動點串一個大電阻 后接于電橋的結(jié)點 B。調(diào)節(jié) 即可改變橋臂 AB和 BC電阻的比例，使電橋平衡的條件得到滿足，即 稱為預(yù)調(diào)平衡。 這一裝置的平衡范圍取決于固定電阻 的值。因為在極端情況下， 的滑動點滑到一頭，將使 完全并聯(lián)在某一橋臂上，使其阻值變化最大。 設(shè)橋臂電阻均為 120Ω ，若要求預(yù)調(diào)平衡的范圍為應(yīng)變片阻值的 1%，即橋臂 阻值應(yīng)能變化 ，則應(yīng)有 將 代入，將解得 。 SR bR bRSR bR4231 RRRR ?SR bRSR?????? SSRRRRRR ?? 120R?? kR S 加栽后 —— 求電壓輸出 444333222111RRRRRRRRRRRR????????????代入輸出電壓公式 各橋臂阻值變化分別為： ? ?? ? ERRRRRRRRU43214231????? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ERRRRRRRRRRRRRRRRU4433221144223311?????????????????????? ?4242244231311331 RRRRRRRRRRRRRRRRE ????????????????分子并略去高階微量可得： 4231 RRRR ??? ?42243113 RRRRRRRRE ????????分子? ?42243113 RRRRRRRRE ????????分子???????? ????????4433221131 RRRRRRRRRER同理，將分式的分母展開，同樣代入 ，可得： 4231 RRRR ?? ??????????? ????????????????????? ????????????? ???????313144113322231 11111RRRRRRRRrRRRRrrrrRR分母其中： 112 ??RRr應(yīng)變電橋有兩種方案 全橋電路 半橋電路 21 RR ?4321 RRRR ????????? ???????? ?????????4433221131 2114RRRRRRRRRR分母4EU ? ???????? ???????44332211RRRRRRRR144332211211 ??????????????? ?????????RRRRRRRR—— 輸出電壓與橋臂電阻變化率之間的關(guān)系 簡化 希望這個關(guān)系是線性的，要想找到線性關(guān)系，分母必須是一個常數(shù)。 令： 1443322112111 ??????????????? ??????????RRRRRRRRC14433221121??????????????????????RRRRRRRRC? ?CRRRRRRRREU ????????? ???????? 14 44332211CRRRRRRRREU ????????? ????????443322114 ???????? ???????443322114 RRRRRRRRE21 UUU ?????????? ????????443322111 4 RRRRRRRREU —— 線性部分 ???????? ?????????443322112 4 RRRRRRRRECU —— 非線性部分 14433221121??????????????????????RRRRRRRRC若略去 ，則將引入非線性誤差，此相對誤差為： 2U???????? ????????????443322111211 RRRRRRRRCCUUUe 誤差分析： （ 1）電阻值的增量可正可負?？紤]到測點應(yīng)變的正負，根據(jù)電橋的性 質(zhì)，在構(gòu)件上布置應(yīng)變片時，一般力圖使應(yīng)變電橋相鄰橋臂的電 阻變化異號，相對橋臂的電阻變化同號。這樣上式中各項相互抵 消，使 e最小。 （ 2）考慮一種最壞的情況，即只有一臂接入應(yīng)變片，而其他三臂接入 固定電阻，其阻值不變。此時的非線性誤差為： ???????? ????????????443322111211 RRRRRRRRCCUUUe1112121 ?KRRe ???若應(yīng)變片靈敏系數(shù)近似等于 2，則 。這表明，略去非線性部分 所引入的相對誤差與被測應(yīng)變值大小相當(dāng)。比如應(yīng)變達到 5000με 時， ?？梢?，在一般應(yīng)變范圍內(nèi)分析應(yīng)變 電橋的輸出電壓時，只取線性部分是足夠精確的。 1??e% 6 ???? ?e???????? ?????????443322111 4 RRRRRRRREUU1011 ?KRR ??2022 ?KRR ??3033 ?KRR ?? 4044 ?KRR ??? ?432104 ???? ???? EKU? ?432104 ????? ?????EKU儀—— 應(yīng)變儀的讀數(shù) 應(yīng)變儀讀數(shù)與應(yīng)變片應(yīng)變的關(guān)系為： 對臂相加，鄰臂相減 167。 4電阻應(yīng)變儀的技術(shù)指標 電阻應(yīng)變儀種類多種多樣，選用時的主要依據(jù)是它的技術(shù)指標。 電阻應(yīng)變儀的主要技術(shù)指標 一、測量線數(shù) 指儀器有幾條通道，即可以同時測幾個點的應(yīng)變。通道數(shù)越多適 用性越強，但也使儀器的體積和重量過大。 二、測量范圍 指可測應(yīng)變量的范圍，一般以微應(yīng)變（ με ）為單位。設(shè)計應(yīng)變 儀時，這個范圍的給定，考慮了工程中常能遇到的最大應(yīng)變量。 動態(tài)應(yīng)變儀在放大器前加有衰減網(wǎng)絡(luò)，使動態(tài)工作被控制在一定 的范圍，從而使可測應(yīng)變量的范圍得以擴展。 三、應(yīng)變標定值 指衡量應(yīng)變大小的比例尺。 四、工作頻率范圍 指應(yīng)變的頻率應(yīng)不超過某值。 五、線性輸出范圍 當(dāng)應(yīng)變儀輸出端接有額定負載時，輸出電流和被測應(yīng)變（頻率在 工作頻率范圍以內(nèi)）之間的關(guān)系稱為振幅特性。當(dāng)應(yīng)變在一定范 圍內(nèi)時，此關(guān)系為線性的。最大應(yīng)變對應(yīng)于最大線性電流輸出。 六、靈敏系數(shù) 指該儀器按配用某靈敏系數(shù)值的應(yīng)變片設(shè)計。 靜態(tài)應(yīng)變儀都設(shè)有調(diào)節(jié)靈敏系數(shù)的裝置，以與不同靈敏系數(shù)的應(yīng) 變片配合，讀出的應(yīng)變數(shù)不必另行修正。 對于動態(tài)應(yīng)變儀，因為并非直接讀數(shù)，為了方便，應(yīng)變儀本身都 設(shè)有標定裝置，而這一裝置是按某一 K值設(shè)計的。因此，使用其他 K值的應(yīng)變片，就必須對應(yīng)變讀數(shù)進行修正。 hyKKRR ?? ???0—— 真實應(yīng)變。 —— 按儀器標定裝置提供的應(yīng)變標高在示波圖上測取的應(yīng)變。 —— 所用應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。 —— 儀器設(shè)計值。 0KK yh?? ???h?0KyK七、應(yīng)變片阻值 指應(yīng)變儀應(yīng)使用指定阻值的應(yīng)變片（如 120Ω ）。 八、零飄和動飄 零飄是衡量儀器靜態(tài)穩(wěn)定性好壞的一個指標。 開啟儀器，觀察其穩(wěn)定性，儀器平衡指示器可能隨時間有緩慢 的偏轉(zhuǎn)，即儀器有少量輸出的現(xiàn)象稱為零飄。 動飄是衡量儀器動態(tài)穩(wěn)定性好壞的一個指標。 動態(tài)是指放大器有信號輸入的狀態(tài)。給儀器輸入一個恒定的標 準應(yīng)變，對儀器的輸出穩(wěn)定性進行時間考驗，儀器相對于標準 應(yīng)變輸出的微小變化稱為動飄