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实验名称：金属材料弹塑性参数测定(E、U、G等〕

传感器是一种测量装置，用来把有关的物理量转变成具有确定对应关系的电量输出，

以满足对于信息的记录、显示、传输、存储、处理以及控制的要求。传感器是实现自动测量

与控制的第一个环节，在生产实践和科学研究的各个领域中发挥着十分重要的作用。本实验

要进展分析、设计、制作电阻应变式传感器，并利用电桥作为根本的测量电路，利用静态电

阻应变仪作为放大与输出仪器。标定制作好的电阻应变式传感器。

一、实验目的

1．学习并掌握电阻应变式传感器的构造、原理和设计方法。

2．理解并掌握电阻应变式传感器的标定方法，建立标定的概念，学会相关仪器的使用

方法。

3．复习掌握电阻应变片的筛选、粘贴、焊接、检验等操作方法。

4.测定材料的弹性模量E和泊松比u

二、实验设备与仪器等

1．静态电阻应变仪。

2．标定器、计算器、数字式万用表、游标卡尺、电烙铁、剥线钳等。

3．弹性元件等传感器母体。

4．电阻应变片、接线端子、导线、502胶、丙酮、焊锡、砂纸等。

5.金属筒〔R=48mm，r=40mm〕

三．原理与方法

电阻应变测量法是实验应力分析中应用最广的一种方法。电阻应变测量方法测出的是构件上

*一点处的应变，还需通过换算才能得到应力。根据不同的应力状态确定应变片贴片方位，

有不同的换算公式。

测量电桥的根本特性和温度补偿

构件外表的应变测量主要是使用应变电测法，即将电阻应变片粘贴在构件外表，由电

阻应变片将构件应变转换成电阻应变片的电阻变化，而应变片所产生的电阻变化是很微小

的，通常用惠斯顿电桥方法来测量，惠斯顿电桥是由应变片作为桥臂而组成的桥路，作用是

将应变片的电阻变化转化为电压或电流信号，从而得到构件外表的应变。在测量时，将应变

片粘贴在各种弹性元件上，组成电桥，并利用电桥的特性提高读数应变的数值，或从复杂的

受力构件中测出*一内力分量(如轴力、弯矩等)。利用电桥的根本特性正确地组成测量电桥。

测量电桥的根本特性B

R1R2

图3-4电桥

如图3-4所示。电阻R，R，R和R构成电桥的四个桥臂。在对角节点AC上接上电

12A34CUBD

桥工作电压u，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压UBD。当四个桥臂上电阻值满足

R4R3

一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。由电工原理可知，电桥的平衡条件为

RR=RR(3-11)假

1324D

U

.z.

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设电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，即R=R=R=R。构

1234

件受力前，电桥保持平衡，即UBD=0。构件受力后，应变片各自受到应变后分别有微小电阻

变化ΔR、ΔR、ΔR和ΔR。这时，电桥的输出电压将有增量ΔU即

1234BD

URRRR

ΔUBD=1234

4RR