電阻應變片粘貼及彈性模量的測定實驗報告徐姍.doc

電阻應變片粘貼與彈性模量的測定實驗報告 水工一班 徐姍 1302010101 1、實驗目的 1、掌握電阻應變片的粘貼技術 2、初步掌握電阻應變片的絕緣處理、防潮、接線和粘貼質量檢查等基本技術 3、了解電阻應變測量電路的工作原理 4、掌握電阻應變片的全橋接線方法 2、實驗設備及器材 1、電阻應變片 2、試件 3、萬用表 4、電烙鐵、鑷子、丙酮、細砂紙、藥棉等工具和材料 5、502膠水、連接導線、704膠 6、烘干設備 7、電阻應變儀 8、多功能加載架 3、基本原理 1、電阻應變片工作原理 由物理學可知，金屬導線的電阻為：(1) A L R ? ? 式中：ρ為導線材料電阻率；L為導線長度；A為導線截面積 當金屬導線因受力變形引起電阻相對變化，對式(1)兩邊取對數再微分得：(2) A dA L dL d R dR ? ? ? ? ? 式中： ； ； ) ( L dL A dA C V dV C d ? ? ? ? ? ? ? L dL ) ( 2 2 L dL D dD A dA ? ? ? ? C為與材料種類和加工方法相關的常數；V為體積；? 為應變；D 為導線直徑； μ為導線材料泊松比。 由式(2)得(3) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ) 2 1 ( ) 2 1 ( ) 2 ( ) 2 ( ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? C C R dR 令 ) 2 1 ( ) 2 1 ( ? ? ? ? ? ?C K 由式(3)得(4) ? K R dR ? 式(4)表明，金屬導線受力變形時，其電阻相對變化率dR/R與導線的應變 ? 成一次性函數關系，式中，K 為比例系數，又稱為金屬絲的靈敏系數，標志該類應變片電阻應變效應顯著與否，由生產廠家抽樣測定。因此若將一根金屬絲 粘貼在構件表面上，當構件產生變性時金屬絲也將隨之一起變形，由金屬絲電 阻的相對變化，就可得知構件表面應變的變化。 2、電阻應變測量技術(簡稱電測法) ，就是將物理量、力學量、機械量等非電 量通過敏感元件轉換成電量來進行測量的一種實驗方法，又稱非電量電測法。 將電阻應變片粘貼在構件上，當構件受力變形時應變片也隨之一起變形，應變 片的電阻值發生變化，通過測量電橋焦點組變化轉換成電壓信號，經放大處理 及模/數轉換，最后直接輸出應變值。 4、實驗步驟 1、應變片篩選：選擇外觀無損傷的同一批號的電阻應變片，用萬用表逐片測量 電阻值，選擇電阻值相差在 0.1歐姆以內的應變片供粘貼使用。 2、試件表面處理：用細砂紙打磨與應變片粘貼方向成 45°交叉紋，處理面積 應大于應變片面積的三倍，然后用浸有無水酒精的棉球將該部位及其周圍擦洗 干凈，用鋼針畫出貼片定位線，再用棉球擦一下，以后不能再用手觸摸待貼片 的位置。 3、貼片：待無水酒精揮發干燥后，一手用鑷子捏住應變片的引出線，另一手在 應變片基底底面涂抹一層 502膠水，立即將應變片放在試件貼片處，并使應變 片基準線對準定位線。用一小片保鮮膜蓋在應變片上，一手捏住引出線，另一 手用食指滾壓擠出多余的粘結劑和氣泡，切記要垂直用力，不能滑動和轉動。 4、干燥固化：502膠可在室溫下固化，自然干燥 15~24小時。 5、粘貼質量檢查：用萬用表檢查應變片阻值是否正常，觀察應變片位置是否正 確。 6、導線的焊接與固定：焊接前在引出導線下面粘一層絕緣層，以保證引出線焊 點處的絕緣。將測量導線用膠布固定在試件上，使導線一端與應變片引出線靠 近，并事先將導線塑料皮去掉 3mm 且涂上錫，然后用電烙鐵將應變片引出線與 測量導線焊接，防止虛焊。焊接要迅速、準確、時間不宜過長。 7、防潮保護：粘貼好的應變片，會因受潮降低粘貼性能，甚至脫落。因此接好 導線后應立即涂上防護層。 8、將四個應變片(兩個貼好的和兩個溫度補償)按照全橋連接方式分別接到 A、B、C、D 接線柱上 9、預加荷載 200N，應變清零。 10、逐級等量加載，每級增量 200N，加載 8級。 11、采用最小二乘擬合計算彈性模量。 5、實驗數據 1.原始數據 試件截面寬 b=1.21cm 厚 d=0.154cm 面積 A=0.186cm 2 加載次數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 荷載 F(N) 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 靜態應變儀讀數 (μ?) 0 105 217 324 430 561 650 772 910 試件應變(μ?) 0 52.5 108.5 162 215 280.5 325 386 455 應變增量(μ?) 0 52.5 56 53.5 53 65.5 44.5 61 69 平均增量(μ?) 56.875由公式 得， EA F ? ? a 11 . 189 10 186 . 0 10 875 . 56 200 4 - 6 - GP A F E ? ? ? ? ? ? ?

總結

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