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1、应变片测量电路从前面的讨论知道:电阻应变片的作用是将构件表面的应变转变为电阻的变化。其关系式为:AR人-=KeR一般R=12002卫五2.0小2.4若取K=2.0E=107则AR=KRE=0.00024620.2462AR=KRE=0.00024620.2462显然AR太小了。为了便于测量,需将应变片的电阻变化转换成电压(电流信号,再将信号放大,然后由指示仪(i壹雷仪指示出应变值,这一任务是由电阻应变仪来完成的。电阻应变仪中电桥通常采用宇流电袅和交流电袅,本课仅讨论前者。一、直流电桥(一)电桥的输出电压设电桥中四个桥警电阻为R、R,、R,、Rf其中任一个电阻可以是应变片7。AC两端为输入一接直
2、流电源,用U表示从ABC半仁桥看,!流经R,的电流厂4R两端压降:民UAB=I】Rl河l_卜leUACR,两端压降:民UADRI蔓疃_二RUAC申桥输出电庄:RR,一R友U0=AB_UADP阮孙沥AC李(R十R)(R3十R)电桥输出电压:RR,一R叉标(R,+Ro)(Rs十及,)AC由上式知,当R,R=RR寺,则电桥输出电压Uu=0则称电桥处于平衡状态。设处于平卫状态的电桥各恩臂由电阵增量为ARi,ARosARsyAR4则电桥的输出电压为:U_Ru+ARIR,+AR,)-(Ra+ARo)(Rs+ARa)“(R,+AR,+R,+AR,)(R,+AR,+R,+AR)(精确公式AC设处于平衡状态的电
3、桥各桥胡由电阻增量为AR,ARo,ARa,AR,则电桥的输出电压为:U-RL+ARJ(R,+ARJ-(R。+ARoXRs+AR3)“R,+AR,+R,+AR,)(R,+AR,+R,+AR,)C1)(精确公式)若将平衡条件RRs=R。R代入上式,并考虑ARi叉,略去高阶微城,刑电林的输出申压为:e达Uu=TUe0AC1、等臂电桥四个桥臂电阻值相等,即R,=R,=Rs=R,=只由(C2式输出电压为:UARi_AR,_ARsR行士0Ri,R2“R4若四个烧腾为应变片,/其炎敏度K均相同,|伏入AR/R_KE贝U电桥输出电庄为U”_(8】口一白十马)(4)3)说明:(1)当满足ARR时,电桥的输出电压
4、与各桥臂应变片代数和成线形关系。(2上式由假定AR,R,忽略高阶微量推导而来(为近似公式如果只考虑AB桥臂接应变片,即仅,有一增量,剪受应取则山85和(47式,得输出电压为:UucAR_TUs认(5c0上式表明:输出电压与应变成线形关系,这是个近似公式。同样只在桥臂AB上接应变片,即AR丿0,则由C1式(精确公式)得电桥的输出电压为:A=-卯一-)1蛆(6)将(5)(6两式相比,6)茎瞳晶增加了-个系数(即圆括号部分称为非线性系数。它愈接近1,说明电桥的非线性就愈小,也就是说按近似公式及精确公式计算得到的输出电压值愈接近。通常取应变片的灵敏系数K=2,若应变E=1000LS则由AR/R=KE,可得到(6)式中的非线性系数等于0.999,非常接近于1。因此在一般应变范围内按接近公熹计算输出电压,所产生地方误差非常小,可以忽略不T2、卧式桥R,=R,=RR,=R,=R同样只在AB拉胡上拳应变片:AR#04此时,由近似公式(C2及精确公式1得到的输出电压表达式与等胡电桥的(5)袁乏善6式完全相同,它的非线性系数也日等。
