鉆孔法測(cè)定金屬表面的殘余應(yīng)力介紹二之電阻應(yīng)變儀及電橋


電阻應(yīng)變儀及電橋
電阻應(yīng)變儀是一種廣泛應(yīng)用于測(cè)量應(yīng)變的電子儀器。它的主要原理是通過電阻應(yīng)變片，把應(yīng)變（機(jī)械量）轉(zhuǎn)化為電阻改變量，然后用應(yīng)變批示器測(cè)出電阻改變量，從而得到應(yīng)變。 以 YD-88靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的原理及使用方法為例介紹如下：
   CKY-08靜態(tài)電阻應(yīng)變儀正面板如圖4所示

l     
l 電源：應(yīng)變儀電源開關(guān)。
l 測(cè)點(diǎn)：測(cè)點(diǎn)批示燈，顯示所選擇的測(cè)點(diǎn)。
l 平衡：用羅絲刀調(diào)節(jié)所先測(cè)點(diǎn)的平衡。
l 全橋：全橋測(cè)點(diǎn)位置。
l 半橋：半橋測(cè)點(diǎn)位置。
l 測(cè)點(diǎn)選擇：測(cè)點(diǎn)選擇的旋鈕。


l 應(yīng)變片橋路連接點(diǎn)：與前面板測(cè)點(diǎn)號(hào)碼對(duì)應(yīng)，將各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變片組成的橋路在此連接。
使用方法
A) 按圖接好應(yīng)變片，使用公共補(bǔ)嘗片時(shí)，接后面板公共補(bǔ)嘗片端子，不用公共補(bǔ)嘗片時(shí)必須拆除。其它測(cè)點(diǎn)一端接公共B端，另一點(diǎn)分別接1-9通道A端，不必將各通道C點(diǎn)短接。面板半橋、全橋開關(guān)置半橋位置，即可測(cè)量。若作全橋測(cè)量，每通道分別接A、B、C、D即可。注意，接線時(shí)要將剝皮線頭氧化層處理好。
B) 切換通道，有LED批示，如數(shù)字顯示閃動(dòng)表明外橋接法有問題，或輸入超過62000mÔ；如數(shù)字顯示不穩(wěn)定表明貼片有問題。數(shù)字顯示穩(wěn)定后，即可用小螺刀調(diào)指示燈下方多圈精密電位器，直到數(shù)顯為零。
C) 本儀器靈敏系數(shù)調(diào)整設(shè)備在后面板右上方，儀器出廠時(shí)均置于2.00位置，并用標(biāo)準(zhǔn)模擬應(yīng)變儀標(biāo)定。如需調(diào)整靈敏系數(shù)請(qǐng)將撥碼開關(guān)置于靈敏系數(shù)為ON，注意不可將兩個(gè)開關(guān)同時(shí)置于ON位置。

　　電阻應(yīng)變片（簡稱為應(yīng)變片）有多種形式，常用的是金泊式如圖6所示。泊式應(yīng)變片一般厚度為0.003-0.01mm是由康銅或鎳鉻等泊材,經(jīng)過化學(xué)腐蝕等工序制成電阻泊柵，然后焊接引出線，涂以覆蓋膠層。

為了測(cè)量構(gòu)件上某點(diǎn)沿某一放向的應(yīng)變，在構(gòu)件未受力前，將應(yīng)變片用特制膠水貼在測(cè)點(diǎn)處，使應(yīng)變片的長度沿指定的方向。構(gòu)件受力變形后，粘貼在構(gòu)件上的應(yīng)變片隨測(cè)點(diǎn)處的材料一起變形，應(yīng)變片的原來電阻R改變?yōu)镽+ D R（若為拉應(yīng)變，電阻絲長度伸長，橫截面積減少，電阻增加）由實(shí)驗(yàn)得知單位電阻的改變量D R /R與應(yīng)變e成正比，即： D R /R=ke
k 稱為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，它和電阻絲的材料和絲的繞制形式有關(guān)。k值在應(yīng)變片出廠時(shí)由廠方標(biāo)明，一般為2左右。普通電阻應(yīng)變片絲柵的長度，即標(biāo)距在1-10mm之間，應(yīng)變變化不大的地方用大標(biāo)距應(yīng)變片，反之用小標(biāo)距的。目前應(yīng)變片的*小標(biāo)距可達(dá)0.2mm。應(yīng)變片的原始電阻在5-20Ω之間。一般應(yīng)變片為Ω。

（1） 應(yīng)變指示器

　一般說來，由應(yīng)變引的起的電阻改變量是很小的。因此需要精密的測(cè)量儀器，這一測(cè)量儀器稱為應(yīng)變指示器。它是按惠斯登電橋原理設(shè)計(jì)而成的，現(xiàn)用圖7所示電橋來加以說明。
在圖7中R1、R2、R3、R4是四個(gè)電阻，構(gòu)成電橋的橋臂。這四個(gè)電阻可以是四個(gè)阻值相等的應(yīng)變片，也可以是R1和R2為應(yīng)變片，而R3、R4為與應(yīng)變片電阻值相同的兩個(gè)固定電阻并裝在應(yīng)變指示器內(nèi)部。電橋A、C端接通電源，其電壓為U，B、D端連接檢流計(jì)G 由于對(duì)稱的原因，平衡時(shí)對(duì)角線B、D間的電位差為零。四個(gè)電阻中的任意一個(gè)電阻值的變化都將引起B(yǎng)、D間電位差的變化，并可由電表G測(cè)出。對(duì)于電阻值的微弱變化，這可看作是應(yīng)變計(jì)的電阻的變化。輸出電壓實(shí)際上是與每一個(gè)應(yīng)變計(jì)電阻值的相對(duì)變化DR/R成比例的，它等于：