钻孔法测定金属表面的残余应力介绍二之电阻应变仪及电桥


电阻应变仪及电桥
电阻应变仪是一种广泛应用于测量应变的电子仪器。它的主要原理是通过电阻应变片，把应变（机械量）转化为电阻改变量，然后用应变批示器测出电阻改变量，从而得到应变。 以 YD-88静态电阻应变仪的原理及使用方法为例介绍如下：
   CKY-08静态电阻应变仪正面板如图4所示

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l 电源：应变仪电源开关。
l 测点：测点批示灯，显示所选择的测点。
l 平衡：用罗丝刀调节所先测点的平衡。
l 全桥：全桥测点位置。
l 半桥：半桥测点位置。
l 测点选择：测点选择的旋钮。


l 应变片桥路连接点：与前面板测点号码对应，将各测点应变片组成的桥路在此连接。
使用方法
A) 按图接好应变片，使用公共补尝片时，接后面板公共补尝片端子，不用公共补尝片时必须拆除。其它测点一端接公共B端，另一点分别接1-9通道A端，不必将各通道C点短接。面板半桥、全桥开关置半桥位置，即可测量。若作全桥测量，每通道分别接A、B、C、D即可。注意，接线时要将剥皮线头氧化层处理好。
B) 切换通道，有LED批示，如数字显示闪动表明外桥接法有问题，或输入超过62000mÔ；如数字显示不稳定表明贴片有问题。数字显示稳定后，即可用小螺刀调指示灯下方多圈精密电位器，直到数显为零。
C) 本仪器灵敏系数调整设备在后面板右上方，仪器出厂时均置于2.00位置，并用标准模拟应变仪标定。如需调整灵敏系数请将拨码开关置于灵敏系数为ON，注意不可将两个开关同时置于ON位置。

　　电阻应变片（简称为应变片）有多种形式，常用的是金泊式如图6所示。泊式应变片一般厚度为0.003-0.01mm是由康铜或镍铬等泊材,经过化学腐蚀等工序制成电阻泊栅，然后焊接引出线，涂以覆盖胶层。

为了测量构件上某点沿某一放向的应变，在构件未受力前，将应变片用特制胶水贴在测点处，使应变片的长度沿指定的方向。构件受力变形后，粘贴在构件上的应变片随测点处的材料一起变形，应变片的原来电阻R改变为R+ D R（若为拉应变，电阻丝长度伸长，横截面积减少，电阻增加）由实验得知单位电阻的改变量D R /R与应变e成正比，即： D R /R=ke
k 称为应变片的灵敏系数，它和电阻丝的材料和丝的绕制形式有关。k值在应变片出厂时由厂方标明，一般为2左右。普通电阻应变片丝栅的长度，即标距在1-10mm之间，应变变化不大的地方用大标距应变片，反之用小标距的。目前应变片的最小标距可达0.2mm。应变片的原始电阻在5-20Ω之间。一般应变片为Ω。

（1） 应变指示器

　一般说来，由应变引的起的电阻改变量是很小的。因此需要精密的测量仪器，这一测量仪器称为应变指示器。它是按惠斯登电桥原理设计而成的，现用图7所示电桥来加以说明。
在图7中R1、R2、R3、R4是四个电阻，构成电桥的桥臂。这四个电阻可以是四个阻值相等的应变片，也可以是R1和R2为应变片，而R3、R4为与应变片电阻值相同的两个固定电阻并装在应变指示器内部。电桥A、C端接通电源，其电压为U，B、D端连接检流计G 由于对称的原因，平衡时对角线B、D间的电位差为零。四个电阻中的任意一个电阻值的变化都将引起B、D间电位差的变化，并可由电表G测出。对于电阻值的微弱变化，这可看作是应变计的电阻的变化。输出电压实际上是与每一个应变计电阻值的相对变化DR/R成比例的，它等于：