一、实验目的
1. 了解电阻应变片相对电阻变化与所受应变之间的关系。
2. 掌握电阻应变片灵敏系数的标定方法。
二、实验仪器和设备
1. 多用点测试验台。
2. 带有千分表的三点挠度计。
3. 电阻应变仪。
4. 温度补偿片,等强度梁。
三、实验原理及步骤
1. 实验原理
粘贴在试件上的电阻应变片在承受应变式,其电阻相对变化值与应变的关系为:
(3-1)
通过使用三点挠度计,可以测定等强度梁上下表面的纵向应变。其具体公式为:
(3-2)
式中h表示等强度梁的厚度;L表示三点挠度计的跨度;f表示挠度计上千分表读数。
挠度计放在等强度梁上,把等强度梁装于测验台加力装置上,试件上的应变片接入应变仪上,如图3-1所示。
电阻相对变化可用高精度电阻应变仪测定,用下式计算:
(3-3)
图3-1 灵敏系数测定装置图
2. 实验步骤
1. 测定实验参数h,L。
2. 在等强度梁上安装三点挠度计。
3. 连接电阻应变仪。
4. 将试件上各应变片按顺序接到应变仪的A、B接线柱去,温度补偿片接到D、A接线柱上去,因为使用公共补偿片,所有要把相应的短接片螺丝旋紧。调节应变仪灵敏系数。将各通道反复置零。
5. 以0.5Kg为一级,分四级加砝码,每加一级记录下挠度计读数和应变仪读数。反复进行三次。
四、实验数据
表3-1 几何参数表
挠度计跨度 | 100 | 2.08 | |
等强度梁厚度 | 4.75 | 弹性模量 | 200 |
等强度梁长度 | 260 | 刻度/mm | 0.01 |
表3-2 实验数据记录表
应变片号 | |||||||
读数 | 增量 | 读数 | 增量 | 读数 | 增量 | ||
1 | 0 | 0.5 | 0.15 | 0.25 | 0 | 45 | |
0.5 | 0.40 | 45 | |||||
0.5 | 0.22 | 51 | |||||
1 | 0.62 | 96 | |||||
0.5 | 0.24 | 50 | |||||
1.5 | 0.86 | 146 | |||||
0.5 | 0.24 | 52 | |||||
2 | 1.10 | 198 | |||||
读数差平均值 | 0.5 | 0.2375 | 49.5 | ||||
2 | 0 | 0.5 | 0.15 | 0.25 | 0 | 57 | |
0.5 | 0.40 | -57 | |||||
0.5 | 0.22 | 52 | |||||
1 | 0.62 | -109 | |||||
0.5 | 0.24 | 53 | |||||
1.5 | 0.86 | -162 | |||||
0.5 | 0.24 | 52 | |||||
2 | 1.10 | -214 | |||||
读数差平均值 | 0.5 | 0.2375 | 53.5 |
应变片号 组数 |
第一组 |
第二组 |
第三组 |
平均值 |
|||
1 | 49.5 | 50.5 | 49.25 |
2 | 53.5 | 53 | 53 |
3 | 51.25 | 51.25 | 51 |
4 | 50.5 | 51 | 50.5 |
f | 23.75 | 23.75 | 23.75 |
1.求灵敏系数
根据上面的公式(3-2)可求得等截面梁的理轮应变值,再由公式(3-3)可求得电阻相对变化值。最后根据公式
可得各个载荷情况下的应变片灵敏系数。
2.计算各个应变片的平均灵敏系数
同理可得:
3.计算应变片灵敏系数的标准差
4.用分级载荷下测量的有关数据,作出图,如图3-2所示
图3-2 曲线
六、实验结果
应变片灵敏系数K值为:
本次实验经计算结果得知,实验计算结果与理论值相差不大,但是这是在舍弃了好几组不合格的数据的基础上得到的。这说明,一方面我们贴片的技术水平还不够达标,另一方面也足以说明我们做实验经常犯错误,导致影响实验的精度。
七、思考题
1. 本实验是否需要知道施加载荷的大小?
答:不需要。该实验加载载荷只是用来使等截面梁产生应变,在实际后处理中对载荷并没有要求。
2. 本次实验应变仪的读数老是不稳定,导致读数不准确是什么原因?
答:这是由于加载的过程中没有做到过程的静定,导致砝码晃动,由此产生作用在悬臂梁上的载荷不断发生改变,由此导致了读数的不稳定。