题目
如题图11.1所示,在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变,将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试:(1) 只测弯矩,消除拉应力的影响;(2) 只测拉力,消除弯矩的影响。电桥输出各为多少?M R R2 M-|||-P P-|||-square -|||-R3 R4-|||-1-|||-j-|||-L
如题图11.1所示,在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。试分析各应变片感受的应变,将其值填写在应变表中。并分析如何组桥才能进行下述测试:(1) 只测弯矩,消除拉应力的影响;(2) 只测拉力,消除弯矩的影响。电桥输出各为多少?

题目解答
答案
解:
(1)组桥如题图11.1-1。

设构件上表面因弯矩产生的应变为ε,材料的泊松比为μ,供桥电压为u,应变片的灵敏度系数为K。
各应变片感受的弯应变如 题表11.1-1。
题表11.1-1
R1 | R2 | R3 | R4 |
-με | ε | -ε | με |
由式11.3 可得输出电压

其输出应变值为
(2) 组桥如题图11. 1-2。

设构件上表面因拉力产生的应变为ε,其余变量同(1)的设定。
各应变片感受的应变如 题表11.1-2。
题表11.1-2
R1 | R2 | R3 | R4 |
-με | ε | ε | -με |
由 式11.3 可得输出电压

其输出应变值为 
解析
步骤 1:分析各应变片感受的应变
在受拉弯综合作用的构件上,各应变片感受的应变由拉应力和弯矩共同引起。设构件上表面因弯矩产生的应变为ε,材料的泊松比为μ,供桥电压为u,应变片的灵敏度系数为K。根据题图11.1,可以得到各应变片感受的应变值如下:
- R1:-με
- R2:ε
- R3:-ε
- R4:με
步骤 2:组桥只测弯矩,消除拉应力的影响
为了只测弯矩,消除拉应力的影响,可以将应变片R1和R3连接在电桥的对角线上,R2和R4连接在电桥的对角线上。这样,拉应力的影响被消除,电桥输出只反映弯矩的影响。根据式11.3,可以得到输出电压:
${b}_{3}=\dfrac {1}{4}{y}_{1}[ {I}_{1}-(-\hat {a})+\mu z-(-\mu e] =\dfrac {1}{4}{u}_{0},[ 2(1+\mu \in )] $
其输出应变值为:
${\varepsilon }_{out}=\dfrac {1}{2}(1+\mu )\varepsilon $
步骤 3:组桥只测拉力,消除弯矩的影响
为了只测拉力,消除弯矩的影响,可以将应变片R1和R4连接在电桥的对角线上,R2和R3连接在电桥的对角线上。这样,弯矩的影响被消除,电桥输出只反映拉力的影响。根据式11.3,可以得到输出电压:
${b}_{3}=\dfrac {1}{4}{y}_{1}[ {I}_{1}-(-\mu q)+g-(-\mu E] =\dfrac {1}{4}{\mu }_{0}[ 2[ 1+\mu z)] $
其输出应变值为:
${\varepsilon }_{out}=\dfrac {1}{2}(1+\mu )\varepsilon $
在受拉弯综合作用的构件上,各应变片感受的应变由拉应力和弯矩共同引起。设构件上表面因弯矩产生的应变为ε,材料的泊松比为μ,供桥电压为u,应变片的灵敏度系数为K。根据题图11.1,可以得到各应变片感受的应变值如下:
- R1:-με
- R2:ε
- R3:-ε
- R4:με
步骤 2:组桥只测弯矩,消除拉应力的影响
为了只测弯矩,消除拉应力的影响,可以将应变片R1和R3连接在电桥的对角线上,R2和R4连接在电桥的对角线上。这样,拉应力的影响被消除,电桥输出只反映弯矩的影响。根据式11.3,可以得到输出电压:
${b}_{3}=\dfrac {1}{4}{y}_{1}[ {I}_{1}-(-\hat {a})+\mu z-(-\mu e] =\dfrac {1}{4}{u}_{0},[ 2(1+\mu \in )] $
其输出应变值为:
${\varepsilon }_{out}=\dfrac {1}{2}(1+\mu )\varepsilon $
步骤 3:组桥只测拉力,消除弯矩的影响
为了只测拉力,消除弯矩的影响,可以将应变片R1和R4连接在电桥的对角线上,R2和R3连接在电桥的对角线上。这样,弯矩的影响被消除,电桥输出只反映拉力的影响。根据式11.3,可以得到输出电压:
${b}_{3}=\dfrac {1}{4}{y}_{1}[ {I}_{1}-(-\mu q)+g-(-\mu E] =\dfrac {1}{4}{\mu }_{0}[ 2[ 1+\mu z)] $
其输出应变值为:
${\varepsilon }_{out}=\dfrac {1}{2}(1+\mu )\varepsilon $