设构件上表面因弯矩产生的应变为ε,材料的泊松比为μ,供桥电压为u0,应变片的灵敏度系数为K。
各应变片感受的弯应变如 题表10.1-1。
题表10.1-1
R1 R2 ε R3 -ε R4 με -με 由式10.3 可得输出电压
其输出应变值为
(2) 组桥如题图10. 1-2。
设构件上表面因拉力产生的应变为ε,其余变量同(1)的设定。 各应变片感受的应变如 题表10.1-2。
题表10.1-2
R1 R2 ε R3 ε R4 -με -με
由 式10.3 可得输出电压
其输出应变值为
2. 一等强度梁上、下表面贴有若干参数相同的应变片,如题图10.2 所示。
梁材料的泊松比为μ,在力P的作用下,梁的轴向应变为ε,用静态应变仪测量时,如何组桥方能实现下列读数?
a) ε; b) (1+μ)ε; c) 4ε; d) 2(1+μ)ε;e) 0;f) 2ε
解:
本题有多种组桥方式,例如题图10.2-1所示。
3. 用YD-15型动态应变仪测量钢柱的动应力,测量系统如题图10.3所示,若R1=R2=120Ω,圆柱轴向应变为220με,μ=0.3,应变仪外接负载为Rfz=16Ω,试选择应变仪衰减档,并计算其输出电流大小。(YD-15型动态应变仪的参数参见题表10.3-1和10.3-2。)
题表10.3-1 YD-15应变仪衰减档位
衰减档位置 衰减档总电阻(Ω) 衰减档用电阻(Ω) 信号衰减比(%) 量程(με) 1 600 600 100 3 600 200 33 10 600 60 10 ±1000 30 600 20 3.3 ±3000 100 600 6 1 ±10000 ±100 ±300 题表10.3-2 YD-15应变仪输出及灵敏度
匹配电阻(Ω) 输出灵敏度(mA/με) 满量程输出(mA) 解:
(1)由式10.3 可得电桥输出应变
με
(2)由题表10.3-1选衰减档3。
(3)由题表10.3-2可知16Ω负载时的灵敏度为0.093mA/με,于是,输出电流的幅值
12 16 0.25 0.093 ±25 ±9.3 20 0.025 ±2.5 50 1000 0.01 10(mV/με) ±1 ±1(V) I=
4. 转轴扭矩的测量方法有几种方法?试述采用应变原理测量转轴扭矩的原理及方法。
答:
(1)扭矩测量方法如下:
测量转轴的应变,例如应变式扭矩测量;
测量转轴两横截面的相对扭转角,例如用磁电感应式、光电感应式传感器测量扭矩; 测量轴材料导磁率的变化,例如采用压磁式传感器测量扭矩。 (2)应变式扭矩测量方法如下:
沿与轴线方向粘贴应变片,应变计的布置及组桥方式应考虑灵敏度、温度补偿及抵消拉、压及弯曲等非测量因素干扰的要求,如题图10.4-1所示。
若沿与轴线
方向轴的应变值为ε1,则扭矩为
(10.20)
式中 E——材料的弹性模量;
μ——材料的泊松比;
Wn——材料的抗扭模量。 对于实心圆轴
(10.21)
图中电桥输出可经拉线式或电刷式集电装置连接到电阻应变仪。 测量前应做扭矩标定。若应变仪输出应变为ε
ε1=ε
仪
仪
,则
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第11章
温度的测量
1.接触法测温和非接触法测温各有什么特点?
答:(1)接触式测温时,由于温度计的感温元件与被测物体相接触,吸收被测物体的热量,往往容易使被测物体的热平衡受到破坏。所以,对感温元件的结构要求苛刻,这是接触法测温的缺点,因此不适于小物体的温度测量。