教學(xué)設(shè)備

應(yīng)變片靈敏系數(shù)測(cè)定
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 1. 了解電阻應(yīng)變片相對(duì)電阻變化與所受應(yīng)變之間的關(guān)系。
2. 掌握電阻應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)定方法。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
1. 多用點(diǎn)測(cè)試驗(yàn)臺(tái)。
2. 帶有千分表的三點(diǎn)撓度計(jì)。
3. 電阻應(yīng)變儀。
4. 溫度補(bǔ)償片，等強(qiáng)度梁。
三、實(shí)驗(yàn)原理及步驟
1. 實(shí)驗(yàn)原理
粘貼在試件上的電阻應(yīng)變片在承受應(yīng)變式，其電阻相對(duì)變化值與應(yīng)變的關(guān)系為：
                           （3-1）              
通過(guò)使用三點(diǎn)撓度計(jì)，可以測(cè)定等強(qiáng)度梁上下表面的縱向應(yīng)變。其具體公式為：
                             （3-2）
式中h表示等強(qiáng)度梁的厚度；L表示三點(diǎn)撓度計(jì)的跨度；f表示撓度計(jì)上千分表讀數(shù)。
撓度計(jì)放在等強(qiáng)度梁上，把等強(qiáng)度梁裝于測(cè)驗(yàn)臺(tái)加力裝置上，試件上的應(yīng)變片接入應(yīng)變儀上，如圖3-1所示。
電阻相對(duì)變化可用高精度電阻應(yīng)變儀測(cè)定，用下式計(jì)算：
                          （3-3）
 
 
 
 
 
 

圖3-1 靈敏系數(shù)測(cè)定裝置圖
2. 實(shí)驗(yàn)步驟
1. 測(cè)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)h，L。
2. 在等強(qiáng)度梁上安裝三點(diǎn)撓度計(jì)。
3. 連接電阻應(yīng)變儀。
4. 將試件上各應(yīng)變片按順序接到應(yīng)變儀的A、B接線柱去，溫度補(bǔ)償片接到D、A接線柱上去，因?yàn)槭褂霉�共補(bǔ)償片，所有要把相應(yīng)的短接片螺絲旋緊。調(diào)節(jié)應(yīng)變儀靈敏系數(shù)。將各通道反復(fù)置零。
5. 以0.5Kg為一級(jí)，分四級(jí)加砝碼，每加一級(jí)記錄下?lián)隙扔?jì)讀數(shù)和應(yīng)變儀讀數(shù)。反復(fù)進(jìn)行三次。
四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表3-1 幾何參數(shù)表

撓度計(jì)跨度	100		2.08
等強(qiáng)度梁厚度	4.75	彈性模量	200
等強(qiáng)度梁長(zhǎng)度	260	刻度/mm	0.01

 
表3-2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

應(yīng)變片號(hào)
	讀數(shù)	增量	讀數(shù)	增量	讀數(shù)	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
讀數(shù)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
讀數(shù)差平均值	0.5		0.2375		53.5

表3-3 三組實(shí)驗(yàn)的平均值

應(yīng)變片號(hào)         組數(shù)	第一組	第二組	第三組
	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

五、數(shù)據(jù)處理
1．求靈敏系數(shù)
根據(jù)上面的公式（3-2）可求得等截面梁的理輪應(yīng)變值，再由公式（3-3）可求得電阻相對(duì)變化值。最后根據(jù)公式

可得各個(gè)載荷情況下的應(yīng)變片靈敏系數(shù)。
2．計(jì)算各個(gè)應(yīng)變片的平均靈敏系數(shù)




同理可得：



3．計(jì)算應(yīng)變片靈敏系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差




4．用分級(jí)載荷下測(cè)量的有關(guān)數(shù)據(jù)，作出圖，如圖3-2所示

圖3-2  曲線
 
六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
應(yīng)變片靈敏系數(shù)K值為：

本次實(shí)驗(yàn)經(jīng)計(jì)算結(jié)果得知，實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果與理論值相差不大，但是這是在舍棄了好幾組不合格的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上得到的。這說(shuō)明，一方面我們貼片的技術(shù)水平還不夠達(dá)標(biāo)，另一方面也足以說(shuō)明我們做實(shí)驗(yàn)經(jīng)常犯錯(cuò)誤，導(dǎo)致影響實(shí)驗(yàn)的精度。
 
七、思考題
1.  本實(shí)驗(yàn)是否需要知道施加載荷的大��？
答:不需要。該實(shí)驗(yàn)加載載荷只是用來(lái)使等截面梁產(chǎn)生應(yīng)變，在實(shí)際后處理中對(duì)載荷并沒(méi)有要求。
2.  本次實(shí)驗(yàn)應(yīng)變儀的讀數(shù)老是不穩(wěn)定，導(dǎo)致讀數(shù)不準(zhǔn)確是什么原因？
答：這是由于加載的過(guò)程中沒(méi)有做到過(guò)程的靜定，導(dǎo)致砝碼晃動(dòng)，由此產(chǎn)生作用在懸臂梁上的載荷不斷發(fā)生改變，由此導(dǎo)致了讀數(shù)的不穩(wěn)定。