测试技术实验指导书-09

实验一 电阻应变片的灵敏的测定

一、实验目的

1、掌握电阻应变片灵敏系数的一种测定方法。 2、练习使用YJD-1静动态电阻应变仪。

二、实验原理

1、电阻应变片的灵敏系数测定原理：当电阻应变片粘贴在试件上受应变?时，其电阻产生的相对变化

?RR当

?K? （1—1）

比值K即为应变片的灵敏系数。只要应变量不过分大时，K为常数。

?RR及?值分别测得后，K值即可算出。

等强度梁表面轴向应变?，可从挠度计上百分表的读数算出：

??4hfl2 （1—2）

式中 f——百分表读出的挠度计中点的挠度值。

h——等强度梁厚度。 l——挠度计跨度。 电阻应变片的相对电阻变化

?RR是根据电阻应变仪测出的指示应变?仪和应变仪所设

定的灵敏系数值K仪（通常用K仪=2.0）算得：

?RR?R?K仪??仪

K仪??仪R∴ 应变片的灵敏系数 K= （1—3） ??4hf/l2实验时可采用分级加载的方式，分别测量在不同应变值时应变片的相对电阻变

化，以而验证它们两者之间的线性关系。

2、YJD-1型静动态应变仪的使用方法：

YJD-1型应变仪可用于静动态应变测量。其主要技术参数为：静态时量程0～±16000??，基本误差<2%，动态测量时量程①0～±2000??，②0±400??，工作频率0～200HZ，采用应变片的灵敏系数在1.95～2.60范围内连续可调。配套使用的P20R-1预调平衡箱共20点，预调范围为±2000??，重复误差±5??。

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静态应变测量时操作步骤：

①将应变片出线与应变仪连接，半桥接法时（参见图2—1），将应变片R1、R2分别接到AB和BC接线柱，此时应变仪面板上A’DC’三点用连接铜片接好，应变仪内AA’和CC’一对120Ω精密电阻构成另外半桥；全桥接法时，将A’DC’三点连接铜片拆除，应变片R1，R2，R3，R4分别接到ABCD接线柱上并拧紧。

②按应变片盒上标明的灵敏系数K值，调整应变仪灵敏系数盘K仪与之符合。（当K值需通过实验测定时，可先设定K仪，为计算方便，通常取K仪=2.0）。

③使微调、中调、粗调三个调节旋钮置于零位。检流计指针应准确指零，否则需校正到零位。

④转动选择开关，先后转到A和B两处，指针应偏在红格以内，否则说明A、B电池电压过低，应该换新。使用交流电源时可不作此项检查。

⑤选择开关转到“静”位。进行电阻、电容预调平衡，先调应变仪右方的电阻平衡、转动螺丝，使电表指针指零；然后开关转到“预”位置，转动电容平衡螺丝，再调电表零位，这样在“预”、“静”之间反复调整数次，此时电桥已预调平衡，以后在测量过程中电阻、电容平衡螺丝不可再动。

⑥如因应变片电阻值相差较大而不能预调平衡时，可将微调或中调盘旋转到相应档数，并记录初始应变值，再调整电阻平衡使检流计指针在零位。然后仔细观察三分钟，仪表不应有漂移现象。

⑦进行加载，指针偏转，估计应变量大小，与指针反向转动调节旋钮，使指针回零，将三个应变调节盘读数相加即为应变读数。“+”表示伸长应变，“-”表示压缩应变。如有初始应变值应从最后读数中减去初始应变值。

三、实验仪器设备

1、已贴片的等强度梁和加静装置，温度补偿快。） 2、带有千分表（或百分表）的挠度计；游标卡尺。 3、YJD-1静动态电阻应变仪。

四、实验步骤

电阻应变片灵敏系数测定：

1、分别用千分尺和游标卡尺，测得等强度梁的厚度h和挠度计的跨度l。

2、按图2—1所示安装等强度梁和挠度计，将等强度梁上纵向应变片R1、R2与温度补偿梁上的应变片R5，接入应变仪。将两种情况下读数预调到零位。

3、记录挠度计上百分表的初读数f0，以后分级加载5公斤、10公斤、15公斤砝码，测量千分表读数fe和R1、R2应变片指示应变读数，列表记录。（表2—1）。

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表1—1 灵敏系数测定结果

等强度梁号 ，厚度h= mm，挠度计l= mm。 应变片号 R1 R2

Pkg f0 fe 计算? ?仪 ?RR K 五、实验报告要求

1、按表1—1记录和计算各应变片灵敏系数，和它的平均值K，以及相对标准误差：

??SK?IK?i?1n(Ki?K)2n?1?100%

2、试用材料力学有关公式，计算在加载过程中，等强度梁的上（下）表面的应力和应变数值。并与实验测定值相比较。

图2—1 等强度梁试验装置结构

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实验二 电阻应变片在电桥中的接法

一、实验目的

1、学会电阻应变片半桥单臂、半桥双臂、全桥接法。

2、检查各种接法时的对应的应变读数值，从而体会电桥的加减特性和补偿原理。 3、学会正确的接桥方法。

二、实验原理

电阻应变仪电桥输出电压U与各桥臂的相对电阻变化率变值?i之间有下列关系：

?RR或各应变片的指示应

U??E?R1?R2?R3?R4[???]4R1R2R3R4EK4(?1??2??3??4) （2—1）

式中 ?1、?2、?3、?4分别为各桥臂应变片的指示应变；

K为应变片灵敏系数；

E为供桥电压。

从上可知，对同种性质的应变（同为+或同为-），相对桥臂（如?1与?3、?2与?4）其

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应变值是迭加的，而相邻桥臂（如?1、?3的相邻桥臂为?2和?4）应变值是相抵消的。 对于不同种应变（一桥臂为+，另一桥臂为-），情况正好相反，相对桥臂应变彼此消减，而相邻桥臂则彼此迭加。利用上述特性，选择合适的接桥方法，可以使输出电压增大，同时可抵消那些对测量值产生干扰因素的影响。例如测量过程中对温度的补偿，对某些非线性误差的改善及复杂应力情况下需要测定其中一个应力单独作用所产生的应变??等等，都是电桥加减特性的应用。

三、实验仪器和设备

1、等强度梁试验装置，加载砝码。 2、静动态电阻应变仪（YJD-1）。

四、实验步骤

1、分别按图3—1a、b、c、d所示各种接法接成桥路。先在初载荷下将应变仪调零，加载5kg和10公斤测量指示应变?仪记录在表3—1中，加载三次并进行数据处 理，检查?仪以及它与应变值?1的倍数。（称为对某一应变片的“电桥系数”简称“电桥系数”或“桥臂系数”A）。

表2—1 各种接法测量结果 K仪=K= 接法 载荷 kg 次数 1 2 3 平均应变?? 桥臂系数A (a) 3kg 6kg 3kg (b) 6kg 3kg (c) 6kg 3kg (d) 6kg

2、利用加热体（如红外线灯泡、电烙铁等）在各种接法情况下，分别对工作片单独加热和工作片、补偿片同时加热、观察其输出应变值的变化。

五、实验报告要求

1、讨论各种接桥方法时的特性，比较其优缺点。

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按傅立叶分析的原理，任何周期信号都可以用一组三角函数的组合表示。也就是说

我们可以用一组正弦波和余弦波来合成任意形状的周期信号。

三. 实验步骤及内容

1. 打开客户端计算机，双击DRIVE虚拟测试实验平台图标进入虚拟测试实验环境，点击客户端软件快捷工具条中右边的\联网注册\图标，点DRIVE局域网服务器检测，改IP地址为198.168.16.2,点发送按钮进行联机注册,直到弹出发送成功为止说明注册成功, 点击客户端软件快捷工具条中的读IC文件,打开script文件夹中的\周期信号波形的合成和分解\进入本实验。

2在频率输入框中输入基波频率，幅值框中输入基波的幅值，然后点击“产生信号”按钮，产生基波，并点击“波形合成”按钮将其叠加到波形输出框中。

3． 同样地依次输入n次谐波的频率和幅值，点击“产生信号”按钮产生n次谐波，

并点击“波形合成”按钮将其叠加到波形输出框中。 4．

5． 循环进行第五步，直到输出波形窗中波形与要合成的周期信号波形相当相似。 6． 记录每次叠加后的波形。 四、实验报告要求

1． 简述实验目的及原理。

2． 按实验步骤绘出被叠加的周期信号的波形的过程。

3． 至少从以下波形中选择一个周期信号（周期方波、三角波、锯齿波、正弦整流波）

进行合成。

实验六 典型信号相关分析

四. 实验目的

1. 在理论学习的基础上，通过本实验加深对相关分析概念、性质、作用的理解。 2. 掌握用相关分析法测量信号中周期成分的方法。

五. 实验原理

相关函数描述了两个信号或一个信号自身波形不同时刻的相关性（或相似程度），

揭示了信号波形的结构特性，通过相关分析我们可以发现信号中许多有规律的东西。

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相关分析作为信号的时域分析方法之一，为工程应用提供了重要信息，特别是对于在噪声背景下提取有用信息，更显示了它的实际应用价值。

六. 实验步骤及内容

1．打开客户端计算机，双击DRIVE虚拟测试实验平台图标进入虚拟测试实验环境，

点击客户端软件快捷工具条中右边的\联网注册\图标，点DRIVE局域网服务器检测，改IP地址为198.168.16.2,点发送按钮进行联机注册,直到弹出发送成功为止说明注册成功, 点击客户端软件快捷工具条中的读IC文件,打开script文件夹中的\典型信号相关分析\进入本实验。

2击DRVI\典型信号相关分析\实验中的通道1的\白噪声\按钮，产生白噪声信号，然后点击通道2的\白噪声\、\正弦波\、\方波\、\三角波\等按钮，分析和观察上述波形与\白噪声\信号进行相关分析后的结果。

3击DRVI\典型信号相关分析\实验中的通道1的\正弦波\按钮，产生正弦波信号，然后点击通道2的\白噪声\、\正弦波\、\方波\、\三角波\等按钮，分析和观察上述波形与\正弦波\信号进行相关分析后的结果。

4点击DRVI\典型信号相关分析\实验中的通道1的\方波\按钮，产生方波信号，然后点击通道2的\白噪声\、\正弦波\、\方波\、\三角波\等按钮，分析和观察上述波形与\方波\信号进行相关分析后的结果。

5击DRVI\典型信号相关分析\实验中的通道1的\三角波\按钮，产生三角波信号，然后点击通道2的\白噪声\、\正弦波\、\方波\、\三角波\等按钮，分析和观察上述波形与\三角波\信号进行相关分析后的结果。

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图3.1 典型信号相关分析实验

四. 实验报告要求

1．简述实验目的和原理。

2．按实验步骤附上相应的信号分析曲线，总结实验得出的主要结论。 3．用相关分析法测量信号中的周期成分。 4．如何在噪声背景下提取有用信息。

二00七年十一月

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/bd3f.html