靜態電阻應變儀的操作應用教學研究

范亮

摘要：針對土木工程專業結構性能檢測技術要求，結合工程實踐中常用儀器設備，開展靜態電阻應變儀操作應用的教學實驗。該課程將結合電阻式應變片的粘貼，電阻應變橋路的設置及靜態電阻應變儀的操作于一體。該方法可用于土木工程各專業學生實驗教學中使用。

關鍵詞：應變儀；電阻式；橋路；教學

中圖分類號：TU311 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）46-0174-02

靜態電阻應變儀為結構表面應變測量技術的重要手段之一，對于土木工程專業大專院校學生而言，掌握靜態電阻應變儀的理論知識及具體操作應用是土木工程檢測技術必要的基本技能。

一、教學目的

1.利用不同的橋路組合方式進行應變測量，了解提高測試靈敏度以及消除溫度影響的方法，從而掌握這種方法解決測量中的實際問題。

2.學習和理解溫度補償的原理和方法。

3.熟悉靜態電阻應變儀的功能和基本操作方法；

4.熟悉應變式位移傳感器與應變儀的配套使用以及位移的測試方法。

二、教學儀表器材和設備

1.YE2539靜態電阻應變儀和計算機采集系統。

2.電阻式應變片。

3.懸臂梁模型。

三、教學方法和步驟

1.試件尺寸測量。用鉛筆在應變片布置部位畫一條與懸臂梁軸線垂直的橫線，分別測量和記錄該線段到加載點（加載刀口的中線）的距離（l）以及該截面梁的寬度（b）和高度（h）。梁的幾何尺寸（特別是高度參數）測量結果對計算有很大影響，一定要進行反復多次測量，保證精度，尺寸長度精確到0.05mm。懸臂梁材料的彈性模量Eg=2.05×1011N/m2。

2.應變計算公式為：

3.應變片的粘貼。應變片選用電阻式應變片，根據圖1所示粘貼完成，選擇4片應變片，其位置為圖2所示，粘貼于懸臂梁同一斷面，其中上下緣各2片。

4.半橋溫度共用補償接法應變測試。

（1）將懸臂梁上4個縱向應變片作編號（①～④），要特別注意不能混淆上緣和下緣的應變測點。

（2）按照半橋共用補償接法（圖3）將4個縱向應變片接入應變儀的相應測點（0～9測點可任意選擇），懸臂梁上的工作片分別接A、B兩接線柱，將一粘貼在矩形金屬塊上的補償片接入帶有“補償”標記的兩接線柱上。要特別注意擰緊接線柱，保證連接部位的良好接觸，同時檢查應變儀上所有測點（0～9測點）的B、B是否可靠短接，溫度共用補償是用過B、B短接來實現的。

（3）應變片接橋完畢后，進入應變儀“測點參數設置”界面，如見圖4所示。參數設置包括：a.測點選擇：在“測點開關”選項中關閉未連接應變片的測點。b.靈敏系數設置：該參數設置必須與應變片的標稱靈敏系數相同。c.橋路模式設置：在“連接形式”中選擇“應變1-1”模式。

（4）參數設置正確無誤后，確認進入測試界面，進行應變測試操作：a.將加載刀口和掛鉤懸掛在懸臂梁上，做好加載準備。b.平衡（調零）：由于工作片與補償片阻值存在微小差異，測量電橋處于不平衡狀態，即初始輸出應變不等于零，平衡的目的是將初始應變值扣除，以便測量活載應變增量。用“采樣”功能欄中的“自動平衡”進行調零，然后用“掃描采樣”進行數據采集，如4個測點的顯示數據均為“0”（小于±3范圍內也屬正常），說明測試系統正常。如有測點顯示值偏大，說明系統存在故障，此時應檢查測點連接是否可靠；如顯示為“19999”，則應檢查“連接形式”設置、測點連接等環節，直至故障排除。c.加載測試：分4級加載，數據“掃描采樣”，將4個測點的數據與計算應變進行比較，如兩者差異較大，則應進行必要的分析檢查（包括復核計算應變的正確性）。

四、記錄表格

參考文獻：

[1]施尚偉，項中富.橋梁結構試驗檢測技術[M].重慶大學出版社，2012.