1. 应变片电桥电路功能
实测时电桥总是不平衡的原因是线路中存在一定的损耗。
理论计算时只计算了电路中已测量或者标明的物理量,但是在实际实验过程中有着诸多的影响因素对结果会产生影响,比如:线路中存在一定的损耗、效率问题等等原因,会使得实测值与电桥理论值不一致。
2. 应变片的电桥如何设计
电阻应变片是传感器的一种,它的原理是将被测物体应力的微小变化,转换成本身的电阻的微小变化,通过电桥电路将电阻变化转变成电压或电流的变化。
在测量前,将电阻应变片贴在被测物体的表面,让应变片成为直流电桥的一个桥臂,将电桥调平衡。
当测试时,应变片阻值变化,电桥失衡,便有电压或电流输出。
以上就是将电阻式应变片的电阻变化转换为电压或电流信号的过程。
3. 应变片电桥电路功能特点
应变片工作时.由于电阻值变化很小,电桥相应输出电压也很小,一般需要加 人放大器进行放大.由于放大器的输人阻抗比桥路输出阻抗高很多,所以此时仍视 电桥为开路.
当受应变时,若应变片电阻变化为△尺,其他桥臂固定不变,电桥输出电压 Uo举O,则电桥不平衡,设桥臂比n=RZ/R:,平衡条件尺2/R,二R‘/R:,则 通过分析可以得出:电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压,但供电电压的提高 受到应变片允许功耗的限制;电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值,:的函数,选择合适 的桥臂比n的值,使电桥具有较高的电压灵敏度.
4. 应变片接入电桥的方式
电阻应变片对温度变化十分敏感。当环境温度变化时,因应变片的线膨胀系数与被测构件的线膨胀系数不同,且敏感栅的电阻值随温度的变化而变化,所以测得应变将包含温度变化的影响,不能反映构件的实际应变,因此在测量中必须设法消除温度变化的影响。
消除温度影响的措施是温度补偿。在常温应变测量中温度补偿的方法是采用桥路补偿法。它是利用电桥特性进行温度补偿的。
1.补偿块补偿法 把粘贴在构件被测点处的应变片称为工作片,接入电桥的AB桥臂;另外以相同规格的应变片粘贴在与被测构件相同材料但不参与变形的一块材料上,并与被测构件处于相同温度条件下,称为温度补偿片,将它接入电桥与工作片组成测量电桥的半桥,电桥的另外两桥臂为应变仪内部固定无感标准电阻,组成等臂电桥。有电桥特性可知,只要将补偿片正确的接在桥路中即可消除温度变化所产生的影响。
2.工作片补偿法 这种方法不需要补偿片和补偿块,而是在同一被测构件上粘贴几个工作应变片,根据电桥的基本特性及构件的受力情况,将工作片正确地接入电桥中,即可消除温度变化所引起的应变,得到所需测量的应变。
5. 应变片电桥输出电压
交流应变电桥的输出电压是一个调幅波。把输入信号振幅的变化转变为输出电压大小的变化,即调幅的逆变换,实现调幅波的解调。调幅波可用相干解调和非相干解调(包络检波)解调。相干解调 亦称“同步解调”。电桥输出信号为调幅波,经过放大、相敏检波和滤波取出被测信号。
6. 应变式电桥电路
电学应变仪应用最广泛,它采用的电路可以是直流电桥式、交流电桥式或电位计式,应用最多的是交流电桥式电路并带有载波放大器的形式。采用交流电桥电路的应变仪由电桥、放大器、相敏检波器、滤波器、振荡器和电源部分组成。①电桥:将应变计的电阻变化转换成电压或电流信号,以便放大器放大。通常电桥由正弦振荡器供电,其频率为500赫~50千赫,较低频率的被测应变信号对较高的频率的电桥电压进行调幅,输出一个窄频带的调幅波信号。②放大器:对电桥输出的微弱信号进行不失真的放大,并以足够的功率去推动指示器和记录器。为提高放大器的稳定性,一般采用交流载波放大器,直流放大器仅用于超动态应变仪。③相敏检波器:将放大后的调幅波还原为被测应变信号波形,同时反映被测应变信号的方向,通常采用环形相敏检波器。④滤波器:滤除相敏检波器输出信号中的高次谐波分量,以获得理想的输出波形。⑤振荡器:产生一个稳定的振荡电压,作为电桥供电电压和相敏检波器的参考电压。电学应变仪灵敏度高、稳定性好。它所配用的应变计体积小,微型箔式应变计能测量工程上被看作一个“点”的小范围应变。