测试技术实验指导.doc
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1、机械工程测试技术基础实验指导书廖平 滕照煦 编著中南大学机电工程学院机械电子工程系2005年4月实验一 电阻应变片的粘贴及工艺一、 实验目的通过电阻应变片的粘贴实验,了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用,培养学生的动手能力。二、 实验原理电阻应变片实质是一种传感器,它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下,其电阻丝栅发生变形阻值发生变化,通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小,从而可计算出应力大小和变化的趋势,为分析受力试件提供科学的理论依据.三、 实验仪器及材料QJ24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应变
2、片、连接片。四、 实验步骤1、 确定贴片位置本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片,如图所示: 2、 选片1) 种类及规格选择应变片有高温和常温之分,规格有3x5,2x4,基底有胶基箔式和纸基箔式。常用是3*5胶基箔式。2)阻值选择: 阻值有120欧,240欧,359欧,500欧等,常用的为120欧。3)电阻应变片的检查 a。外观检查,用肉眼观察电阻应变是否断丝,表面是否损坏等.b.阻值检查:用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。4)配组电桥平衡条件:R1*R3 = R2*R4电桥的邻臂阻值小于0.2欧。一组误差小于0.2 。在测试中尽量选择相同阻值应变片组桥。3试件表面处理1) 打磨,先粗打磨,
3、后精细打磨a。 机械打磨,如砂轮机b。 手工打磨,如砂纸打磨面积应大于应变片面积2倍,表面质量为Ra = 3。2um 。应成45度交叉打磨.因为这样便于胶水的沉积。2)清洁表面用棉花粘积丙酮先除去油污,后用酒精清洗,直到表面干净为止。3)粘贴.涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压,注意电阻应变片的正反面。反面涂胶,而正面不涂胶。应变片贴好后接着贴连接片.4)组桥:根据要求可组半桥或全桥。5)检查。用万用表量是否断路或开路,用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻,静态测试中应大于100M欧,动态测试中应大于50M欧.6)密封为了防止电阻应变被破坏和受潮,一般用AB胶覆盖在应变片上起到密
4、封和保护作用,为将来长期监测做好准备。实验二 静态应变测量一、 实验目的1 通过实验掌握静态应变测量方法2 熟悉静态应变仪的使用方法3 学会静态应变测量数据处理方法二、 实验仪器1 TS3861型静态应变仪静态应变仪2 等强度梁3 加载杆4 砝码三、 TS3861型静态应变仪静态应变仪简介1特点TS3861型静态应变仪是一种装有微处理芯片的数字式应变仪,通过RS232串口与计算机通讯,在Win95/98/xp操作系统平台上运行。一台计算机可控制多台应变仪,实现自动监测,图表显示,计算绘图,文件处理等多项功能.亦可脱机操作,单台使用. 该仪器可广泛应用于机械、土建、车辆、船舶、铁路、桥梁、港口、
5、堤坝等工程领域对结构应力的测量分析。其外形见下图本机具有如下特点:硬件部分恒流激励,无非线性误差。电子开关切换,体积小,重量轻,可靠性高。数字显示通道号,初始值,应变值.自动平衡。高阶低通滤波器抗干扰能力强。采用金属接线柱接线,性能可靠,使用方便.软件部分中文Win95/98/2k/XP菜单操作系统12点棒图,数字监视图,XY监视图,TY监视图定时测量,数字比较器测量数据打印,应变花计算2技术指标1)测 点 数:每台12点,RS232串口级联可扩展至240点2)桥路形式:半桥(公共补偿片),半桥,全桥3)桥路激励:恒流源18mA4)桥路电阻:120,350,500,10005)测量范围:199
6、996)误 差:0.3% 2字7)平衡方式 平衡范围:19999 平衡模式:初始值记忆,自动扣除9)灵敏系数:1.009.9910)采样速率: 2点/秒11)稳 定 度: 3/2h. 1/12)接 口: RS232串行接口13)工作环境: 040;2085%RH14)尺 寸: 264(宽),63(高),220(深)mm(不含突出部分)15)质 量: 约3kg3工作原理本仪器由精密恒流源,多路切换开关,前置放大器,低通滤波器,A/D转换器,单片机,显示电路,电源等部分组成见方框图。本机桥路激励采用恒流源模式,电子开关切换测点,电路新颖,工作合理。图2为单片工作简图,图3为其中一路的等效电路图中R
7、k -切换开关等效电阻RL 应变片引线电阻Rg 应变片电阻IB 恒定电流源在图3回路中,电流恒定不变,信号从C点输出.开关等效电阻Rk的影响被排除,引线电阻RL固定不变,对输出无影响,也无需长导线修正。只要测出Rg即等效了应变的测量。根据应变片原理由于采用恒流激励则由上式可见U和K为常数.只要测出U就可换算成相应的应变值,这里不存在非线性误差。本仪器桥路平衡采用初值扣除的方法,测量前将每个测点桥路不平衡值即初始值显示存贮,在随后测量中将该点初值扣除,实现了自动平衡的功能。为简化操作,本机仅用5只按钮实现通道选择,数据发送,初值显示,测量值显示等基本功能,具有简单易学,使用方便。对于桥路形式,应
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