一、試驗目的
了解靜態(tài)應變儀的工作原理;掌握靜態(tài)應變儀的使用方法和步驟;掌握不同橋路連接方法,認識不同連接方法的特點(diǎn)。
二、試驗儀器設備
靜態(tài)應變儀;等強度梁;溫度補償用試件;標準電阻
三、基本原理
這已知靜態(tài)應變儀的讀數 與測量橋路中各橋臂應變片的應變值 有以下關(guān)系:
式中 、 、 、 分別是圖一中各橋臂應變片的應變值。
1. 半橋接線(xiàn)方式
采用應變儀內部?jì)蓚€(gè)精密電阻作為測量橋路中的R3、R4,只有R1 和R2需外接電阻應變片。
按圖一接線(xiàn),即梁上工作應變片為R1接于A(yíng)B接線(xiàn)柱間,溫度補償片為R2接于BC接線(xiàn)柱間,構成半橋單補償接線(xiàn)方式,則在機內電阻R3 R4的應變均為零, = =0,補償片R2的應變?yōu)榱悖?=0,所以 =
如圖二接線(xiàn),即構成半橋互補償接線(xiàn)方式,電阻片R1與R2都是梁上工作應變片,R1在梁的上面,R2在梁的下面,故它們感受的應變有 =- ,而且R1與R2互相作為溫度補償,因此 = - =2 。
2. 全橋接線(xiàn)方式
測量橋梁不采用機內精密電阻,橋路中四橋臂都是外接電阻應變片。
按圖三接線(xiàn),梁上工作應變片接在R1和R3位置,R2和 R4位置接溫度補償試件上的應變片,即構成全橋單補償接線(xiàn)方式,顯然 、 均為零, 和 相同。所以 =2 。
按圖四接線(xiàn),R1、R2、R3、R4都接梁上工作應變片,而且R1與R2,R3與R3互相為溫度補償,顯然 =- , =- ,而且 = ,故 =4 。
四、實(shí)驗步驟
1.按半橋單補償接線(xiàn)方法連接成電阻應變儀的測量橋路。然后進(jìn)行電阻應變儀的預調平衡和測量橋路的預調平衡。
2.對等強度梁逐級施加荷載P1、P2、P3,并分別記錄下相應的應變儀讀數,然后卸載。
3.對應變儀和測量橋路再次調平后,在重復步驟1和步驟2,進(jìn)行第二輪的逐級加載和讀數記錄,如讀數偏差較大可進(jìn)行第三輪實(shí)驗。
4.按半橋互補償接線(xiàn)方式連接成電阻應變儀的測量橋路并進(jìn)行橋路的調平,然后進(jìn)行步驟2和步驟3的加載和讀數記錄。
5.按全橋單補償方式連接成電阻應變儀的測量橋路并進(jìn)行橋路的調平,重復步驟2和步驟3的加載和讀數記錄。
6.按全橋互補償方式連接成電阻應變儀的測量橋路并進(jìn)行橋路的調平,重復步驟2和步驟3的加載和讀數記錄。
五、試驗數據整理與結果分析:
在荷載P1= N,P2= N,P3= N情況下,各種測量橋路的應變儀讀數(10-6):
整理各次測量數據,得出梁上測量點(diǎn)的應變值,并做應變儀按半橋和全橋各種接線(xiàn)方式測量結果的比較,討論不同接線(xiàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)和使用條件。
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