测试技术 9 力、扭矩、压力的测量.ppt

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1、第9章力、扭矩、压力的测量MeasurementofForce,TorqueandPressure9.0序(Introduction)9.1力的测量(MeasurementofForce)9.2扭矩的测量(MeasurementofTorque)9.3压力的测量(MeasurementofPressure)返回力、扭矩、压力测量的目的：力是最基本和最常见的工作载荷，也是其他载荷形式和有关物理量（弯矩、扭矩、应力、功、功率及刚度等）的基本因素；通过力、扭矩和压力的测量，分析构件的受力状况和工作状态，验证设计计算，确定工作过程和某

2、些物理现象的机理。在国际单位制中，力是一个导出量，由质量和加速度的乘积来定义。力的基准量取决于质量、时间和长度的基准量。9.0序(Introduction)9.1力的测量(MeasurementofForce)9.1.0力的测量方法静力效应测力动力效应测力例如，用差动变压器、激光干涉等方法来测定弹性体变形或利用与力有关的物理效应，如压电效应、压磁效应等达到测力的目的。力的静力效应使物体产生变形，通过测定物体的变形量或用与内部应力相对应参量的物理效应来确定力值。例如基准测力机等。在重力场中地球的引力使物体产生重力加速度，因而可以

3、用已知质量的物体在重力场某处的重力来体现力值。力的动力效应使物体产生加速度，测定了物体的质量及所获得的加速度大小就测定了力值。9.1.1应力、应变的测量(MeasurementofStressandStrain)应力、应变测量方法应用应变片和应变仪测量构件的表面应变，根据应变和应力、力之间的关系，确定构件的受力状态。电阻应变仪的分类静态电阻应变仪用以测量静态载荷下的应变，以及变化十分缓慢或变化后能很快稳定下来的应变；工作频率为0～200Hz，用以测量静态应变或频率在200Hz以下的低频动态应变；静动态电阻应变仪动态电阻应变仪工

4、作频率为0～2000Hz，用以测量2000Hz以下的动态应变；超动态电阻应变仪工作频率为0～20000Hz，用以测量爆炸冲击等瞬态变化过程下的超动态应变。力的测量(2/23)应变片布片和组桥方法在应变仪中，电桥将被测应变转化为电压输出，再经过放大、相敏检波、A/D转换等处理，最后显示被测应变数值。uiR2R3R1R4uo桥臂电阻R1、R2、R3、R4在力作用下所产生的阻值变化分别为R1、R2、R3、R4，若R1=R2=R3=R4，且只考虑微应变，则：如果各桥臂应变片的灵敏度Sg相同，则有：力的测量(3/23)表中符号说

5、明：Sg—应变片的灵敏度；ui—供桥电压；—被测件的泊松比；r—应交仪读数，即指示应变；—所要测量的机械应变值。拉伸（压缩）应变测量序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法12半桥式R1与R2同温拉(压)应变＝r不能消除弯矩的影响22互为补偿拉(压)应变输出电压提高到(1+)倍，不能消除弯矩的影响FFR1R2FFR1R2abcR1R2力的测量(4/23)表中符号说明：Sg—应变片的灵敏度；ui—供桥电压；—被测件的泊松比；r—应交仪读数，即指示应变；—

6、所要测量的机械应变值。序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法34半桥式R1R2R'1R'2四片同温拉(压)应变＝r可以消除弯矩的影响44全桥式拉(压)应变＝r/2输出电压提高一倍，且可消除弯矩的影响FFR1R2R'1R'2abcR1R2R'1R'2abcdR1R2R'1R'2（续）力的测量(5/23)表中符号说明：Sg—应变片的灵敏度；ui—供桥电压；—被测件的泊松比；r—应交仪读数，即指示应变；—所要测量的机械应变值。序号受力状态简图应变片数量电桥组合

7、形式温度补偿情况电桥输出电压测量项目及应变值特点电桥形式电桥接法54半桥式互为补偿拉(压)应变输出电压提高(1+)倍，且可消除弯矩的影响64全桥式拉(压)应变输出电压提高到2(1+)倍，且可消除弯矩的影响abcR1R3R2R4abcdR1R3R2R4（续）FFR1R3R2(R4)R2R4FFR1(R3)力的测量(6/23)弯曲应变测量表中符号说明：Sg—应变片的灵敏度；ui—供桥电压；—被测件的泊松比；r—应交仪读数，即指示应变；—所要测量的机械应变值。序号受力状态简图应变片数量电桥组合形式温度补偿情况电桥输出电压测

8、量项目及应变值特点电桥形式电桥接法12半桥式R1与R2同温弯曲最大应变＝r不能消除拉伸的影响22互为补偿弯曲最大应变输出电压提高到(1+)倍，不能消除拉伸的影响abcR1R2MMR1R2R1R2MMR2R1力的测量(7/23)表中符号说明：Sg—应变片的灵敏度；ui—供