杠桿應變儀的工作原理

❶ 應變片的工作原理

應變片的工作原理是基於應變效應製作的，即導體或半導體材料在外界力的作用下產生機械變形時，其電阻值相應的發生變化。

應變片是由敏感柵等構成用於測量應變的元件，使用時將其牢固地粘貼在構件的測點上，構件受力後由於測點發生應變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發生變化，再由專用儀器測得其電阻變化大小，並轉換為測點的應變值。

應變片有很多種類。一般的應變片是在稱為基底的塑料薄膜（15-16μm）上貼上由薄金屬箔材製成的敏感柵（3-6μm），然後再覆蓋上一層薄膜做成迭層構造。

應變片很好地利用了導體的物理特性和幾何特性。當一個導體在其彈性極限內受外力拉伸時，其不會被拉斷或產生永久變形而會變窄變長，這種形變導致了其端電阻變大。相反，當一個導體被壓縮後會變寬變短，這種形變導致了其端電阻變小。通過測量應變片的電阻，其覆蓋區域的應變就可以演算出來。應變片的敏感柵是一條窄導體條曲折排列成的一組平行導線，這樣的布置方式可將基線方向的微小變形累積起來以形成一個較大的電阻變化量累計值。 應變片的測量對象只有其所覆蓋區域的變形量，足夠小的應變片可在諸如有限元式的應力分析當中使用。

❷ 應變效應的測量原理

學術解釋

反變效應
1、電阻值將發生變化這種現象稱為「應變效應」.根據應 變效應將應變片粘貼於被測材料上被測材料受到外界作用產生的應變就會傳送到應變片上使應變片的電阻值發生變化通過測量應變片電阻值的變化就可得知被測機械量的大小。

應用
應變效應應用范圍十分廣泛，可測量應變、應力、力矩、位移、加速度、扭矩等物理參量。電阻式應變片應用模式有兩種，一是將應變片粘貼於彈性剛體上組成平衡電橋，然後接到轉換電路，構成專用應變感測器；二是將應變片粘貼於被測物體上，然後接到專用應變儀直接讀取應變數。

1.專用應變感測器的應用

1)應變式力感測器

應變式力感測器結構見圖14-6。兩種應變式力感測器均為一端固定，一端為自由的彈性敏感裝置，當有力作用其上時，敏感裝置受力發生蠕變。測量前平衡電橋的四組應變片已做調零處理。受力蠕變時平衡條件被破壞，使輸出電壓或電流產生躍變，其躍變值直接反映受力大小。

2)應變式加速度感測器

應變式加速度感測器結構如圖14-7所示。將感測器固定於被測體上，當被測體發生水平加速度α時，因慣性質量塊將產生與加速度方向相反的力F，該力使支撐梁彎曲，梁的表面發生蠕變，致使組成平衡電橋的應變片阻值發生變化。結果同力感測器一樣，使輸出電壓或電流產生躍變，其躍變值直接反映加速度的大小。

3)應變式扭矩感測器

應變式扭矩感測器結構見圖14-8。

使機械部件轉動的力矩稱為轉動力矩，任何轉動部件在轉動力矩的作用下，都會產生不同程度的扭曲變形，尤其是表面蠕變，所以一般也稱轉動力矩為扭矩。圖14-8中捲筒扭矩的大小用T=FD/2來表示。當轉動軸表面產生蠕變時，也會使組成平衡電橋的電阻應變片阻值發生變化，同理輸出電壓或電流產生躍變，其躍變值直接反映扭矩的大小。

4)壓阻式壓力感測器

一體化壓阻式壓力感測器是利用半導體材料的壓阻效應和集成工藝研發出的一種固態感測器，它沒有可動部件。壓變片採用矽片光刻製成，平衡電橋及輸出放大電路均密封在保護殼體中，所以也稱固態感測器。它在工業測量中多用於與應變有關的力、重力、壓力、壓差、液位、真空度等物理參數的測量。

壓阻式壓力感測器的結構見圖14-9。方形虛線區為固態感測器的壓力承受區，也是感測器的核心部分，它採用光刻技術在單晶硅膜片上製成四個等值電阻，並組成平衡全橋。壓阻R2、R4距受壓中心較近，且長邊受壓，它們所感受的應變應為正值(拉應變)；壓阻R1、R3距受壓中心較遠，且短邊受壓，它們所感受的應變應為負值(壓應變)。與上述原理一樣，當固態感測器中心受壓時，也會造成電橋平衡破壞，其輸出電壓直接反映受壓值的大小。

壓阻式固態感測器可以測量儲罐液位見圖14-10。

測量時將重錘落在基準板上，此時的液位視值應為PI=H1pg。p為被測介質混合密度；g為重力加速度；P1為所測介質重力。

將P1=Hlpg整理代人H =H1+H2式，有：

這種投入式液位計可測范圍較寬，並且不受被測介質性質的影響，測量准確度與混合密度p和被測介質是否靜止有關。

文獻來源
研究 "應變效應" 相關問題的主要學者

陳曼娥 、王慶松 、蔣曉江 、何明利 、許志強、 王景周、 楊冰、 趙永翔、 白象忠 、譚文鋒。

出版 "應變效應" 相關文獻的期刊

廈門大學學報 、解放軍醫學雜志 、物理學報、 半導體學報 、感測技術學報 、地震 、核動力工程、

中風與神經疾病雜 、電子學報、 中國危重病急救醫。

❸ 杠桿應變計測量應變的檢測方法屬於哪一種

但干變硬計量應變的檢測方法屬於哪一種是第二

❹ 電阻應變片的原理是什麼啊

電阻應變片工作原理是基於金屬導體的應變效應，即金屬導體在外力作用下發生機械變形時，其電阻值隨著所受機械變形的變化而發生變化。也就是當試件受力在該處沿電阻絲方向發生線變形時，電阻絲也隨著一起變形（伸長或縮短），因而使電阻絲的電阻發生改變（增大或縮小），變化值和應變片粘貼的構件表面的應變成正比,最後通過應變儀的惠斯頓電橋將電阻信號轉換成電壓信號，再通過應變儀進行放大、濾波、模數轉換等就可以顯示出應變值，有的在軟體里輸入彈性模量，可以直接顯示應力值，還可以進行應變花計算等功能，如靖江市泰斯特電子有限公司的軟體就可以~

❺ 張力感測器的工作原理

張力感測器(tension sensor) ：張力感測器是張力控制過程中，用於測量卷材張力值大小的儀器。張力感測器適用於各種光纖、紗線、化纖等的張力測量；廣泛應用於電子、化工、紡織、造紙、機械和工業自動化測控領域。

工作原理：

①用於制葯、應變片型是張力應變片和壓縮應變片按照電橋方式連接在一起，當受到外壓力時應變片的電阻值也隨之改變，改變值的多少將正比於所受張力的大小。

②微位移型是通過外力施加負載，使板簧產生位移，然後通過差接變壓器檢測出張力，由於板簧的位移量極小，大約±200μm，所以稱作微位移型張力檢測器。

另外，由外形結構上又分為：軸台式 、穿軸式、懸臂式等。

三滾輪式張力感測器

❻ 電阻應變片式感測器的工作原理是什麼

工作原理：彈性體(彈性元件、敏感梁)在外部作用下產生彈性變形，因此粘貼在彈性體表面上的電阻應變計(轉換元件)也隨之產生變形。電阻應變儀變形後，其電阻值會發生變化(增加或減少)，然後通過相應的測量電路將電阻變化轉換成電信號(電壓或電流)，從而完成將外力轉換成電信號的過程。

拓展：

電阻應變式感測器是使用電阻應變計作為轉換元件的電阻感測器。電阻應變感測器由彈性敏感元件、電阻應變片、補償電阻和外殼組成，可根據具體測量要求設計成各種結構形式。彈性敏感元件被測得的力變形，並使附著其上的電阻應變片變形。電阻應變計將變形轉化為電阻值的變化，從而可以測量各種物理量，如力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度。

❼ 應變片工作原理 能測壓應力么

將應變片貼在被測定物上，使其隨著被測定物的應變一起伸縮，這樣裡面的金屬箔材就隨著應變伸長或縮短。很多金屬在機械性地伸長或縮短時其電阻會隨之變化。應變片就是應用這個原理，通過測量電阻的變化而對應變進行測定。一般應變片的敏感柵使用的是銅鉻合金，其電阻變化率為常數，與應變成正比例關系。即：

其中，R：應變片原電阻值Ω（歐姆）
ΔR：伸長或壓縮所引起的電阻變化Ω（歐姆）
K：應變片的靈敏系數（常量，由應變片的生產廠家提供）
ε：應變
不同的金屬材料有不同的比例常數K。銅鉻合金的K值約為2。這樣，應變的測量就通過應變片轉換為對電阻變化的測量。但是由於應變是相當微小的變化，所以產生的電阻變化也是極其微小的。
要精確地測量這么微小的電阻變化是非常困難的，一般的電阻計無法達到要求。為了對這種微小電阻變化進行測量，我們使用帶有惠斯通電橋的專用應變測量儀。

❽ 動態電阻應變儀原理

原理如下：

動態應變儀的組成部分：電橋、放大器、相敏檢波器、濾波器、振盪器、電源。

動態應變儀各部分的作用如下：

電橋：將應變片電阻的變化轉行成電流或電壓信號。

振盪器：供給正弦波交流電壓作為電橋的工作電壓，並通過信號電壓對它進行調幅，輸出調幅電壓信號送入放大器，同時它也為相敏檢波器提供參考電壓。

放大器：由於電橋輸出的信號非常微弱，必須經過放大器將電橋送來的調幅電壓進行不失真放大。

相敏檢波器：它既具有檢波器的作用，又能完成辨別被測信號的相位（如應變信號的拉伸或壓縮性質）的任務，實現解調．

低通濾波器：由於通過相敏檢波後，波形中還包含著載波及其高次諧波，因此需要通過低通濾波器濾掉被測應變信號以外的高頻成分，得到信號的原形。

(8)杠桿應變儀的工作原理擴展閱讀：

動態信號測試分析系統採用標准攜帶型進口機箱，全屏蔽機箱結構設計，有效的提高了現場抗干擾能力；USB2.0高速數據傳輸介面；採用德國進口ODU接插件，更好的保證了小信號的可靠傳輸；功能豐富的控制分析軟體，以及模態分析軟體，用戶可以很方便的對採集數據進行操作和處理。

系統可對應變應力，荷重，速度，加速度，位移，扭矩等物理量進行精確測量和分析，可以配套使用所有電壓，電阻、電荷輸出型感測器；廣泛應用於航空航天，橋梁建築，工礦企業，高等院校研究設計，國防軍事等領域。

❾ 應變儀的種類

應變儀的種類很多，按測量原理可分為機械式應變儀(杠桿式、伸縮式、劃痕式等)、 機械-光學式應變儀、光學應變儀、聲學應變儀和電學應變儀（電阻式、電容式、電感式、電壓式等）。
應變儀按頻率響應范圍可分為靜態應變儀、靜動態應變儀、動態應變儀和超動態應變儀。其中靜態電阻應變儀和動態電阻應變儀應用較多。靜態電阻應變儀用電學方法測量不隨時間變化或變化極為緩慢的靜態應變。它由測量電橋、放大器、顯示儀表和讀數機構等組成。貼在被測構件上的電阻應變計接於測量電橋上。構件受載變形時，測量電橋有電壓輸出，經放大器放大後由顯示儀表指示出相應的應變值。靜態電阻應變儀每次只能測出一個點的應變。進行多點測量時可配以預調平衡箱。所有測點的應變計均預先接在平衡箱各點上，然後靠開關逐點轉換接入應變儀。動態電阻應變儀應用於測量隨時間變化的動態應變,其工作頻率一般在5千赫以下。它由測量電橋、放大器和濾波器等組成。為了同時測量多個動態應變的信號,應變儀一般有多個通道,每個通道測量一個動態應變信號。動態應變是隨時間而變化的，須將應變的動態過程記錄下來，因此動態應變儀要與記錄器配套使用，記錄結果可直接反映被測應變信號的大小和變化。一般動態電阻應變儀的輸出為電流信號，常配以光線示波器作為記錄器，也可配用磁帶機作為記錄器。
目前隨著電子技術的發展，市場上出現了數字式應變儀，並發展成可列印記錄，可進行多點應變快速測量。現在又發展了數據採集裝置和系統。它由計算機進行操作，可進行實時數據採集、傳送、儲存和處理。綜上所述其市場的應變儀分為以下幾種： 主要用於靜態應變或靜力實驗中有關力學量的測量。靜態應變儀特點：1、量程：0～±99999με
2、應變解析度：0.1με
3、時漂：0.3με/4h
4、非線性：0.01%
5、采樣頻率：10Hz
6、應變測量誤差：≤ 0.01%×測量值±0.2με
7、內置列印機，可任意列印各通道的通道號、應變值及當前時刻
8、可接1/4 橋,所有通道共用一個補償片
9、人性化機箱，鍵盤及顯示器與儀器底面成120°
10、每個通道,手動軟體清零，無需預調平衡箱
11、交直兩用、便攜（直流時須配蓄電池）
12、大液晶6位數字顯示
13、可直接連接PC機（不能與列印機同時工作。可選配相關應變、應力測試記錄軟體）
14、可存儲400條測試記錄
15、針對各種應變片，可靈活設置其靈敏度系數
16、適於各種材質，泊松比可設置
17、長壽命觸摸按鍵
18、內置萬年歷及時鍾，掉電保護
19、適用應變片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%
20、調零平衡范圍：80%×應變測量范圍
21、儀表使用溫度：-20℃～+60℃，相對濕度：(10～85)%RH
22、儀表存儲溫度：-40℃～+80℃，相對濕度：(10～85)%RH
23、外形尺寸(長×寬×高)：407×245×145 （mm3） ]除了可測靜態應變外，還可測量較低頻的動態應變，可自動測量、顯示、記錄多點應力、應變變化。採集系統具體特點如下：1、內置4個應變板卡，每個板卡上集成8路高速、高精度、並行、同步應變測試單元，整機相當於32台高速動態應變儀集成
在一塊主板上
2、32路應變同步誤差<0.1μs
3、每個應變測試單元包括：調理放大、濾波、數模轉換、數據處理、通訊
4、RS485介面：波特率最高可達115200bit/s，巡檢速度：25圈/s(32路)
5、USB介面：最高巡檢速度：1000圈/s(32路) 、1200圈/s(24路)、2400圈/s(16路) 、4800圈/s(8路)
6、應變采樣巡檢速度可設置：4800圈/s、2400圈/s、1200圈/s、600圈/s、300圈/s、100圈/s、50圈/s、10圈/s
7、可接全橋、半橋、單臂，具有5種應變計算方法，多種接橋方式可同時工作
8、可多個採集箱級聯使用，增加通道數; 可外部連接同步按鈕
9、每路通道量程：0～±99999με
10、每路通道測差靜態基本誤差：±0.1με 、動態基本誤差最大：±0.5με
11、每路通道應變解析度：0.1με
12、含一套動、靜態應力應變測試軟體，，可記錄並回放各通道的應力應變數值及曲線。 1、4路獨立應變採集通道，對應4個獨立電橋
2、4路應變同步誤差<0.1μs
3、每個應變測試單元包括：調理放大、濾波、數模轉換、數據處理、通訊
4、測試結果輸出速度：400Hz@4ch、1kHz@3ch、2kHz@1ch
5、介面：RS422、RS232、Ethernet、Wi-Fi
6、可接全橋、1/2橋、1/4橋，具有3種應變計算方法
7、調零平衡范圍：80%×應變測量范圍
8、量程：0～±60000με
9、測量基本誤差：0.01%×測量值±0.1με
10、應變解析度：0.1με
11、應變片靈敏度可設置，並存在儀器內部
12、溫漂：±0.15με/℃ typ
13、時漂：≤0.1με/4h 可長期監測應變
14、應變檢測非線性：≤0.002%
15、可長導線補償,去除導線電阻引起的系統誤差
16、測試數據也可選擇保存在SD卡上（選配）
17、適用應變片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%
18、介面為壓線端子
19、可視通訊距離：≤200m（空曠）
20、鋰電池持續測量時間：8h（選配）
21、天線外置
22、含一套應力應變測試軟體，可記錄並回放各通道的應力應變數值及曲線
23、可組成無線網路（須增加無線AP）

❿ 設計出測量螺栓應變的測試系統,畫出應變儀原理框圖並描述其工作原理

聯接部分包括M16空心螺栓、大螺母、墊片組成。空心螺栓貼有測拉力和扭矩的兩組應變片，分別測量螺栓在擰緊時，所受預 拉力和扭矩。空心螺栓的內孔中裝有M8螺栓，擰緊或松開其上的手柄桿，即可改變空心螺栓的實際受載截面積，以達到改變聯接件剛度的目的。

被聯件部分由上板、下板和圓環組成，圓環上貼有應變片，測量被聯接件受力的大小，中部有錐形孔，插入或撥出錐塞即可改變圓環的受力，以改變被聯接件系統的剛度。

實驗台採用雙頂桿四導桿載入裝置，載入平穩，避免過大偏載的產生，測試結果穩定可靠。

載入部分由蝸桿、蝸輪、挺桿和彈簧組成，挺桿上貼有應變片，用以測量所加工作載荷的大小。