strain gage animation

日本Rìběn

什么是应变测量?

应变计是一个真正的独特的传感器与哪一个可以很容易地测量在以1 /百万级别的“长度”术语的物理量的变化。应变计是在1938年制定了第一次由西蒙斯和儒在美国在日本,昭和测量仪器公司开始生产基于应变片的形式于1962年,因为这引发它已经经过相应的身边45年操作。这些应变计被用于评价通过分析应力和各种材料,包括金属,橡胶,塑料,陶瓷等,其中应变和测量不那么广泛熟悉特别是在普通的非技术人员。我们相信,应变计技术可被用作最简单的1和最方便的装置,用于围绕问题即使在溶液中,当一个不具有与应变计测量原理的专业知识。

测量由应变计装置是在世界1 /百万

据指出,在最后一段,人们可以很容易地与应变的以1 /百万级别的“长度”术语测量的物理量的变化。我们可以说,这可能是一个普通的测量系统非常难以测量为0.1mm的精密的,例如100米长。在测量用应变计,但是, ΔR的ΔL / L的α ΔR式中的电阻变化/ R可通过惠斯通电桥抓住的1 /百万世界因为电阻丝中的长度“ 0.3至5mm ”是受到外力的应变计。

测量由应变计装置的目的

虽然应变计通常检测ΔL本地线性变化,它可以是一般的做法,以取代的变化量成应力,外力,压力等,这些是由上述的量导致的物理量线性变化。鉴于这一事实,几乎所有的应变片被放在市面出售的是自温度补偿那些,预计到这些应变计转移到利用包括各种材料未知线性膨胀系数的评估。

术语和表达wothy知道与应变计的关系

  1. 应变的定义: ε = ΔL / L,灵敏系数: ΔR / R = K * ε
  2. 垂直应力和应变的关系式: σ = E * ε
  3. 剪应力和剪切应变的关系表达: τ = G * γ
  4. 垂直应力计算公式: σ = P / A
  5. 弯曲应力的计算公式: σ = M / Z = 6M / BH ^ 2 (Z :截面系数)
  6. 剪应力由圆钢的扭矩计算公式: τ = T / ZP = ( ZP :段极模量)
    • ·圆形横截面“ ZP ” ) : π * D ^ 3月16日
    • ·空心圆形横截面“ ZP ” : π * ( D 2 ^ 4 -D1 ^ 4) / 16 * d2)中
  7. 杨氏模量“E”和模量刚性的“G”的关系表达:G = E / 2 (1 + ν )
  8. 应变计因子“K” :菌株的产物和改变应变计电阻和应变计的无应变电阻的商。
  9. 泊松比“ ν ” :横向收缩应变“ εB ”对在拉伸力的方向上纵向延伸的应变“ ε ”的比率。
  10. 垂直压力“ σ ” :力每单位面积的内部分配中的表达, σ = F / A ,这就是所谓的工程应力或名义应力。
  11. 弹性极限/屈服点:在应力 - 应变曲线的线性区域的最大应力。
  12. 杨氏模量/弹性模量“E” :抗张应力“ σ ” ,以拉伸应变“ ε ”的恒定比率,在弹性限度内。
  13. 刚性模量/ trasverse弹性“ G”模量:剪切应力“ τ ”,以剪应变“ γ” ,在弹性限度内的恒定比例。

自我温度补偿应变计

当应变计的电阻值,电阻元件中的一个,使得每1摄氏度的相对变化,这种变化可通过ΔR/ R = α + K剂(βs - βG )的方程式来表达。因此,它有可能的结论是,从温度变化的任何影响,如果0 = α + K剂(βs - βG )的等式可被带入存在可能被否定。在这些情况下,因为这样的事实ADVANCE的应变计材料( Cu54 , Ni45 , MN1 )的电阻温度系数“ α ”可以通过施加到该材料的热处理来控制,它可以最终进入一个结论,那可以产生一个应变计是较少在“表观株”和可与这些材料的线性膨胀系数相匹配来测量。为了您的信息,应变计是一般销售的主要是自我温度补偿应变计,其适用的材料有碳钢,不锈钢和铝。

热输出特性(图1 /样品应变: N11 - MA- 5-120-11 )

图1示出了所造成的延伸到这些应变计的温度变化昭和自我温度补偿应变计的表观输出的行进曲线。有在两者之间的两条曲线上出现的图形和该变型中的距离代表的应变计的输出的分散液中的距离相当大的变化。昭和应变计补偿,可以在± 2μstrain每输出应变曲线的分散度C时不使用任何虚设计中的桥,但在正常温度下的附近。

计因子变化的温度(图2 /样品应变: N11 - MA- 5-120-11 )

图2示出了表示应变灵敏度变化的曲线得到当应变计粘接在软钢试样向其中+ 1000μstrain在20℃的恒定应变被施加并且当改变施加到该应变计的温度。
备注:该曲线的运动,包括杨氏模量的“软钢”的变体。

应力 - 应变曲线

ΣE :弹性极限/屈服点
状态σb : Eltimate压力
*在拉伸应力的情况下,它被称为“抗拉强度” 。
εP : Permanennt集
E:杨氏模量/弹性模量

备注:
增加的负载新近在一个永久留的状态,并成为一个新的屈服点“ σ1 ”与下列曲线“2 〜1” ,即,一个新的屈服点通过执行塑性变形而变化,成为硬脆性材料。

简单的方法,用于产生等效应变通过插入一个并联电阻器进入应变仪桥的一侧

应当指出的是,在情况下,当应变计的导联线或电缆桥箱与放大器结合的长度大大长于通常,比方说几个10米长,效果要由灵敏度变化所带来由于较长的导联线电阻可能会变得非常大,以致不能被忽视。为了防止从通过产生一个正确的校准值发生了这些困难(等效应变) ,并联电阻(RP)被插入到应变仪桥的一侧,如图上面给出的数字。为你的信息,该计电阻(RG)与校准的应变( ε ),并与被插入的电阻(RP)的关系示于下式。

RG / ( RP + RG ) = K * ε
RP ≒ RG / (K * ε )

例如:Lìrú:
电阻值产生CAL -株/ 2,000 ×10-6上桥电阻/ RG : 120Ω ,灵敏系数/ K : 2.00 ,
RP ≒ 120 / ( 2 * 2000 ^ -6 ) = 30 ( kΩ的)

因此,应该为取决于应变测量范围之外的CAL阻力来制备。

拉压应力的计算( 1 - Gage的方法)

当一个片应变计的粘结,在平行的力施加的方向,它是接收从一个特定的方向均匀的力的柱的表面上进行了应力( σ )和力(W)的量,如在下面给出的草图所示,两个表面由下式表示:

σ = εo * E
在那里,Zài nàlǐ,
σ   :压力
E:杨氏模量/弹性模量
εo :表示应变

W = A * σ = A * εo * E
在那里,Zài nàlǐ,
W:力
答:截面柱的面积

拉压应力计算( 2 - Gage的方法A)

当2个应变计粘接在直角的力施加的方向一列的两个表面上,如下面给出的草图要得到应力( σ )和力(W)的量,由以下表达方程:

σ = ( 1/2) * εo * E
W = A * σ = A * ( 1/2) * εo * E

W = A * σ = A * εo * E
在那里,Zài nàlǐ,
W:力
答:截面柱的面积

*表观应变通过弯曲被拒绝,这是它与双输出取得的轴应变( ε )的平均值。

拉压应力的计算( 1 - Gage的方法B)

应力( σ )和力(W) ,当2个应变计的接合的向前的方向和向右的角度向力方向上的列是痛苦,并且当连接通过桥取得所示的量下面给出的草图,由下列等式表示:

σ = εo * E / ( 1 + ν )
在那里,Zài nàlǐ,
W = A * σ = A * εo * E / ( 1 + ν )
ν :泊松比

*指示应变& QUOT ; εo & QUOT ;是如ε1和ε2的绝对值输出(= - νε1 ) 。

弯曲应力的计算( 1 - Gage的方法)

表面应力( σ )的根据应变计的键合位置时一块应变计粘接束的表面上有一个矩形横截面,其一个侧被锁定,而另一侧被施加的量到的力,表示由下面的等式:

σ = εo * E
M = W * X
在那里,Zài nàlǐ,
×:从位置“ W”的应变计中心的距离。

表面应力& QUOT ; σ & QUOT ;光束由于瞬间& QUOT ; M& QUOT ;可使用以下公式来计算。

σ = M / Z
M = Z * εo * E
在那里,Zài nàlǐ,
Z:模数节

矩形截面的截面模量的计算方法,以

Z = B * H ^ 2/6 ,   因此,

W = B * H ^ 2 * E * εo / 6 * X
在那里,Zài nàlǐ,
B:宽光束
H:梁的高度

弯曲应力的计算( 2 - Gage的方法)

键合在一光束的前表面和后表面的对比位置的两个应变计是相等的在它们的绝对值和的标记(+)或( - )会相反。如果应变计粘接上的光束以这样一种方式即它们可以是相邻两个彼此,它们的弯曲应变将成为双和所造成的力,以沿轴向方向的菌株可以被抵消。

在这种情况下,计算为:

σ = εo * E / 2

剪应力的计算

式用于在光束剪切应力“ τ ”是:

τ = F / S
在那里,Zài nàlǐ,
F:剪切力
S:光束的横截面面积

在这种情况下,剪切力变为“ F = W”和剪切应力“ τ ”,由于该光束的横截面面积可以使用下一个公式来计算。

τ = W / B * H
在那里,Zài nàlǐ,
B:宽光束
H:梁的高度

而且,剪应力“ τ ”和剪切应变“ γ ”的关系是:

τ = G * γ
在那里,Zài nàlǐ,
G:刚性, & NBSP模量; 因此,

γ = W / G * B * H

此外,剪切应力& QUOT ; τ & QUOT ;和剪切力& QUOT ; W& QUOT ;可以通过应变& QUOT计算; εo & QUOT ;的45度方向,因为剪应变& QUOT ; γ & QUOT ; (弧度)相当于一倍菌株QUOT的; εo & QUOT ;.

γ = 2 * εo
τ = 2 * G * εo
W = 2 * G * B * H * εo

扭应力的计算

在车轴捕捉扭矩& QUOT ; Mω & QUOT ;像图中,剪应力和QUOT ; τ & QUOT ;变得最大的轴表面上;值是:

τ最大Zuìdà= MΩ/ ZP
在那里,Zài nàlǐ,
ZP :段极地模

表面剪切应变“ γ ”是:

γ = τ最大Zuìdà/ G = MΩ/ G * ZP

指示菌株“ εo '”成为表面的剪切应变的值“ γ = 2 * εo ”时,它的由2 -Gage的方法测定,剪切应力“ τ ”用以下公式来计算。

τ最大Zuìdà= G * εo “
εo '= γ = 2 * εo
MΩ = G * ZP * εo “

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