实验常用仪器设备简介

　　粘贴在试件上的应变片反映的应变中，除待测的机械 应变外，还有周围环境温度影响而产生的热输出εt，它是 测量中不能忽视、对测量结果会产生干扰的虚假应变，因 而必须消除。消除方法为“温度补偿”。常温测量可利用 电桥特性、通过适当地布置应变片和连接测量电桥的方法 来进行温度补偿。桥路补偿原理为桥臂DA上接的R1是粘贴 的被测试件上承受机械应变的应变片，称为工作片。相邻 桥臂AC接的是与R1具有相同参数的另一应变片R2，它粘贴 在与被测试件材料相同但不承受外力作用的试块上，并且 与被测试件处于相同的温度环境中，称为温度补偿片。

　　（2）接通电源，先启动油泵，开送油阀，168体育使工 作活塞上升下降100 mm左右，上下活动2～3次，做好 活塞、油缸间的润滑工作。 再将活塞升起5 mm左右， 关闭送油阀。

　　电阻应变片的种类很多，有金属箔式、丝式、薄膜式、 半导体式。目前在电测实验中较为常用的电阻应变片是金属 箔式应变片，如图15-4所示。

　　各种应变片的构造大体相同，一般以合金电 阻丝绕成形如栅栏的敏感栅，敏感栅粘贴在绝缘 的基底上，电阻丝的两端焊接引线，敏感栅上面 粘贴有保护作用的盖层，电阻应变片构造如图155所示。

　　数字显示系统采用单片机数显表作为测量显 示部分，通过对压力传感器、位移传感器所测信 号进行放大处理，并在内部进行相应的数据处理， 最终可通过液压源上两液晶显示器分别显示负荷、 变形或位移数据。

　　电阻应变仪是通过电阻应变片，将应变（机械量） 转化为电阻改变量，由于电的信号很小，用一般电工 仪表很难测量出来，就需要借助一种能测量电阻微小 改变量的仪器——电阻应变仪。电阻应变仪将此电阻改 变量转换为电压（或电流）的变化，并进行放大，然 后转换成应变数值，其工作过程为应变—电阻变化—电 压（或电流）变化—放大—记录。

　　试验机采用的液压源由高压油泵、驱动电机、 油箱、传感器等组成。这些机构均封闭在钢板外 壳内，液压源如图15-2所示。

　　（1）高压油泵与驱动电机。 （2）送油阀与回油阀。 （3）操作部分。 （4）液压控制系统。

　　应变片是一定长度的金属丝绕成栅状而成 的应变片的灵敏系数反映了应变片将应变转换 成电阻变化的敏感程度。

　　（1）贴片前检查应变片的完好性。 （2）测点表面的处理。 （3）贴片。 （4）焊接导线）防护。

　　应变片测量电路是惠斯登电桥电路，如图15-6所示。 由应变片作为各桥臂而组成的电桥，称为测量电桥。测量 电桥根据所使用的供桥电源分为直流桥和交流桥两种。两 种电桥的原理相同。

　　电桥各臂的R1，R2，R3和R4可以全部或部分是应变 片，其余为固定电阻。对于全部是应变片的桥路接法， 称为全桥接法，而若R1，R2为应变片，R3，R4接固定电 阻时桥路接法，称为半桥接法，这是应变测量中最常用 的两种测量电桥电路的接桥方式。

　　力学实验中，为使试件产生变形，必须对试 件加载，荷载较小时可以采用砝码直接加载，若 荷载较大时则需用专门的加载设备。在实验中通 用的加载设备称为试验机，168体育常见的可做拉伸、压 缩、剪切、弯曲等实验的材料试验机，习惯上称 为万能试验机。试验机类型较多，如机械传动摆 式万能试验机、油压摆式万能试验机、电子万能 试验机等。

　　试验机主机是对试件施加荷载的装置，它 由高度可调的支持框架（由底座、丝杠及移动 横梁组成）和工作框架（油缸、活塞、工作台、 上横梁）组成，如图15-1所示。

　　电阻应变片能将机械变量转变为电量参数。 绝大多数金属丝受到拉伸（或压缩）时，电阻 值会增大（或减小）。这种电阻值随变形发生 变化的现象，称为电阻应变效应，即金属丝电 阻R是其长度L、截面积A和电阻率ρ的函数。

　　粘贴在试件上的应变片将试件的应变转化 为电阻变化率，通常这种电阻变化率与所感受 的机械应变［（10-6）~（10-2）］处于相当 微小的量。为了便于测量，将应变片电阻变化 转换成电压或电流信号，并经过放大器将信号 放大，然后再由指示器输出应变数值。这一任 务由应变片测量电路或电阻应变仪完成。如何 正确地组成应变片测量电路，是电阻应变测量 的关键。