静态电阻应变仪的操作应用教学研究

范亮

摘要：针对土木工程专业结构性能检测技术要求，结合工程实践中常用仪器设备，开展静态电阻应变仪操作应用的教学实验。该课程将结合电阻式应变片的粘贴，电阻应变桥路的设置及静态电阻应变仪的操作于一体。该方法可用于土木工程各专业学生实验教学中使用。

关键词：应变仪；电阻式；桥路；教学

中图分类号：TU311 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）46-0174-02

静态电阻应变仪为结构表面应变测量技术的重要手段之一，对于土木工程专业大专院校学生而言，掌握静态电阻应变仪的理论知识及具体操作应用是土木工程检测技术必要的基本技能。

一、教学目的

1.利用不同的桥路组合方式进行应变测量，了解提高测试灵敏度以及消除温度影响的方法，从而掌握这种方法解决测量中的实际问题。

2.学习和理解温度补偿的原理和方法。

3.熟悉静态电阻应变仪的功能和基本操作方法；

4.熟悉应变式位移传感器与应变仪的配套使用以及位移的测试方法。

二、教学仪表器材和设备

1.YE2539静态电阻应变仪和计算机采集系统。

2.电阻式应变片。

3.悬臂梁模型。

三、教学方法和步骤

1.试件尺寸测量。用铅笔在应变片布置部位画一条与悬臂梁轴线垂直的横线，分别测量和记录该线段到加载点（加载刀口的中线）的距离（l）以及该截面梁的宽度（b）和高度（h）。梁的几何尺寸（特别是高度参数）测量结果对计算有很大影响，一定要进行反复多次测量，保证精度，尺寸长度精确到0.05mm。悬臂梁材料的弹性模量Eg=2.05×1011N/m2。

2.应变计算公式为：

3.应变片的粘贴。应变片选用电阻式应变片，根据图1所示粘贴完成，选择4片应变片，其位置为图2所示，粘贴于悬臂梁同一断面，其中上下缘各2片。

4.半桥温度共用补偿接法应变测试。

（1）将悬臂梁上4个纵向应变片作编号（①～④），要特别注意不能混淆上缘和下缘的应变测点。

（2）按照半桥共用补偿接法（图3）将4个纵向应变片接入应变仪的相应测点（0～9测点可任意选择），悬臂梁上的工作片分别接A、B两接线柱，将一粘贴在矩形金属块上的补偿片接入带有“补偿”标记的两接线柱上。要特别注意拧紧接线柱，保证连接部位的良好接触，同时检查应变仪上所有测点（0～9测点）的B、B是否可靠短接，温度共用补偿是用过B、B短接来实现的。

（3）应变片接桥完毕后，进入应变仪“测点参数设置”界面，如见图4所示。参数设置包括：a.测点选择：在“测点开关”选项中关闭未连接应变片的测点。b.灵敏系数设置：该参数设置必须与应变片的标称灵敏系数相同。c.桥路模式设置：在“连接形式”中选择“应变1-1”模式。

（4）参数设置正确无误后，确认进入测试界面，进行应变测试操作：a.将加载刀口和挂钩悬挂在悬臂梁上，做好加载准备。b.平衡（调零）：由于工作片与补偿片阻值存在微小差异，测量电桥处于不平衡状态，即初始输出应变不等于零，平衡的目的是将初始应变值扣除，以便测量活载应变增量。用“采样”功能栏中的“自动平衡”进行调零，然后用“扫描采样”进行数据采集，如4个测点的显示数据均为“0”（小于±3范围内也属正常），说明测试系统正常。如有测点显示值偏大，说明系统存在故障，此时应检查测点连接是否可靠；如显示为“19999”，则应检查“连接形式”设置、测点连接等环节，直至故障排除。c.加载测试：分4级加载，数据“扫描采样”，将4个测点的数据与计算应变进行比较，如两者差异较大，则应进行必要的分析检查（包括复核计算应变的正确性）。

四、记录表格

参考文献：

[1]施尚伟，项中富.桥梁结构试验检测技术[M].重庆大学出版社，2012.