应变测点的选择与布置

应变测点的选择与布置1.混凝土应变测点的选择与布置 7.1 实验目的 1.掌握混凝土应变测点的布置原则 2.掌握混凝土电阻应变片的选用原则和方法 3.掌握混凝土电阻应变片的粘贴技术和防护方法 4.掌握百分表装置测量混凝土应变的原理与技术 5.掌握电阻应变片的工作原理及温度补偿技术 6.了解电阻应变仪单点测量应变的基本原理 7.2 实验原理 电阻应变计的工作原理 利用“应变电阻效应”，即金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。 由物理学 R=rl A式中 R金属丝的原始电阻值(W)； r金属丝的电阻率Wmm/m； l金属丝的长度； A金属丝的截面积mm(2)(2)。 当金属丝受力而变形时，对上式两边取对数再微分 dRdrdldA=+-RrlAdl而=eldAdDdl=2=-2u=-2ue ADldrdVdl=c=c(1-2u)=c(1-2u)erVl所以dR=1+2u+c(1-2u)e=KeR图3 金属丝的电阻应变原理 式中 K金属丝的灵敏系数，表示单位应变引起的相对电阻变化。 电阻应变计的构造 1.构造：引出线 覆盖层 电阻栅 基底 图4 电阻应变计构造 2.主要指标： 电阻值R(W)：一般按120W计，选用时，应考虑与应变仪配合。 标距l：即敏感栅的有效长度，应根据试件测点处应变梯度的大小选择。 灵敏系数K：单位应变引起应变计的电阻变化。 电阻应变计测量应变 1.测量电路将应变片的电阻变化转换为电压或电流的变化 惠斯登电桥示意见图5 图5 惠斯登电桥 图6 电阻应变仪 由电桥特性知，其平衡条件(DUBD=0)为： R1R4=R2R3 若桥臂电阻发生变化，即失去平衡，产生信号输出DUBD A.全桥测量四个桥臂均外接应变片 假定四臂发生的电阻变化分别为DR1,DR2,DR3,DR4，则 DUBD=R1R2(R1+R2)2DR1DR2DR3DR4R-R-R+RU 2341若四个应变计规格相同，即R1=R2=R3=R4=R,K1=K2=K3=K4=K，则 DUBD=U4DR1DR2DR3DR4UR-R-R+R=4K(e1-e2-e3+e4) 2341B.半桥量测R1,R2为外接应变片，R3,R4为应变仪内无感电阻，即e3=e4=0，则 DUBD=U(e1-e2) 4可见，电桥的邻臂电阻变化的符号相反，成相减输出；对臂符号相同，成相加输出。 2.温度补偿技术 A.温度补偿应变片法：单点补偿；多点补偿 图8 温度补偿应变计法桥路连接示意 图7 温度补偿应变计法桥路连接示意 B.工作应变片温度互补偿法 百分表法测量应变的原理 利用固定在测点上的两个脚标分别固定百分表和刚性杆，结构变形即由百分表测出。该方法特别适合大标距的量测。 7.3 实验内容及要求 电阻应变片的检查分选 1.合理选择应变片的标距、类型 2.应变片检查分选 外观检查。借助放大镜肉眼检查，应变片应无气泡、霉斑、锈点，栅极应平直、整齐、均匀。 阻值检查。用万用电表检查，应无短路或断路。在应变片灵敏系数K相同的一批应变片中，将电阻差值变化在0.5范围内的应变片选出待用。 测点处理 1.测点检查。检查测点处的表面状况，测点应平整、无缺陷、无裂缝等。 2.打磨。用砂布或磨光机打磨，使表面平整、无锈、无浮浆等，并不使断面减小。 3.清洗。 用棉花蘸丙酮或酒精等清洗，要求棉花干檫时无污染。 4.打底。 用环氧树脂打底，胶层厚度0.050.1mm左右。 5.测线定位。用铅笔在测点上画出纵横中心线，纵线应与应变方向一致。 1百分表；2脚标；3固定螺丝；4刚性杆 图10 百分表法测量应变的装置 图9 工作应变计温度互补示意 应变片粘贴 1.上胶贴片。用镊子夹应变片引出线，在背面上一层薄胶，测点也涂上薄胶，将片对准放上，测点上十字中心线应与应变片上的标志对准。 2.挤压。在应变片上盖一小片玻璃纸，用手指沿一个方向滚压，挤出多余胶水。胶层应尽量薄，并注意应变片的位置不滑动。 3.加压。用手指轻压12min。 固化处理。在室温条件下，自然干燥12d。 粘贴质量检查 1.外观检查。借助放大镜肉眼检查，应变片应无气泡、粘贴牢固、方位准确。 2.阻值检查。用万用表的电阻挡检查应变片有无短路、断路现象，如不能排除故障，则重贴。 制作防潮层。为使应变片能在潮温环境或混凝土中具有足够的绝缘度，在应变片贴好后，必须制作防潮层。 2. 型钢电阻应变片布置 1.应变片检查分选。借助放大镜做应变片外观检查，要求应变片无气泡、霉斑、锈点、栅极平直。用万用表做应变片阻值检查。 2.测点处理。测点处用棉花蘸丙酮清洗，要求棉花干擦时无污物。 3.应变片粘贴。用镊子夹应变片引出线，分别在应变片背面及测点处上一层薄胶，将应变片沿测试方向对准贴在测点处。在应变片上盖一小片玻璃纸，用手指沿一个方向滚动，挤出多余胶水，并轻压12分钟。 4.固化处理。当室温高于15和相对湿度低于60%时可采用自然干燥，干燥时间一般为2448h。室温低于15和相对湿度高于60%时应采用人工干燥。 5.导线连接。先在离应变片35mm处粘贴接线端子，然后将引出线焊于接线端子上，最后把测量导线的一端与接线端子焊接。 6.应变片的粘贴质量检查。用兆欧表量测应变片的绝缘电阻；观察应变片的零点漂移，若漂移值小于5认为合格，若漂移值过大，工作的稳定性差，则应铲除重贴。