一、試驗目的
了解靜態應變儀的工作原理;掌握靜態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。
二、試驗儀器設備
靜態應變儀;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 有以下關系:
式中 、 、 、 分別是圖一中各橋臂應變片的應變值。
1. 半橋接線方式
采用應變儀內部兩個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,即梁上工作應變片為R1接于AB接線柱間,溫度補償片為R2接于BC接線柱間,構成半橋單補償接線方式,則在機內電阻R3 R4的應變均為零, = =0,補償片R2的應變為零, =0,所以 =
如圖二接線,即構成半橋互補償接線方式,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,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方式,顯然 、 均為零, 和 相同。所以 =2 。
按圖四接線,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、實驗步驟
1.按半橋單補償接線方法連接成電阻應變儀的測量橋路。然后進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,進行第二輪的逐級加載和讀數記錄,如讀數偏差較大可進行第三輪實驗。
4.按半橋互補償接線方式連接成電阻應變儀的測量橋路并進行橋路的調平,然后進行步驟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,得出梁上測量點的應變值,并做應變儀按半橋和全橋各種接線方式測量結果的比較,討論不同接線方法的優缺點和使用條件。
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