最新测试技术的工程应用教学讲义PPT.ppt

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1、测试技术的工程应用（1）静态电阻应变仪主要测量静载荷作用下物理量的变化，其应变信号变化十分缓慢或变化一次后能相对稳定。静态应变仪一般是载波放大式的，使用零位法进行测量，进行多点测量时需选配一个预调平衡箱。各传感器和箱内电阻一起组桥，并进行预调平衡。预调或实测时需另配一手动或自动的多点转换开关，依次接通测量。如YJ-5型静态电阻应变仪。（2）静动态电阻应变仪静动态电阻应变仪测量静态应变为主，也可测量频率较低的动态应变。YJD-1和YJD-7型静动态电阻应变仪工作频率分别为0～10Hz和0～100Hz。（3）动态电阻应变仪动态应变仪与各种记录仪配合用以测量动态应变。测

2、量的工作频率可达0～2000Hz。个别可达10kHz。动态应变仪具有电桥、放大器、相敏检波器和滤波器等。动态应变仪用“偏位法”进行测量，可测量周期或非周期性的动态应变。如YD-15型动态电阻应变仪。（4）超动态电阻应变仪工作频率高于10kHz的应变仪称超动态应变仪，用于测量冲击等变化非常剧烈的瞬间过程。超动态电阻应变仪工作频率比较高，要求载波频率就更高，因此，多采用直流放大器。2．直流电桥的输出加减特性直流电桥的输出电压为：5．用全桥提高应变测量的灵敏度这样布片实现了温度自补偿，又得到了最大输出应变值，还消除了因加载偏心而造成的附加弯矩。此时：6．平面应力状态下主

3、应力测量数据采集⑴已知主应力方向例如承受内压的薄壁圆筒形容器的筒体，其主应力方向是已知的。这时只需要沿两个互相垂直的主应力方向各贴一片应变片，另外再采取温度补偿措施，就可以直接测出主应变。其贴片和接桥方法如下图所示。先测出应变值，再由虎克定律计算出主应力，即⑵主应力方向未知平面应力状态当平面应力的主应力1和σ2的大小及方向都未知时，需对一个测点贴三个不同方向的应变片，测出三个方向的应变，才能确定主应力1和2及主方向角三个未知量。下图表示边长为x和y、对角线长为l的矩形单元体。设在平面应力状态下，与主应力方向成角的任一方向的应变为，即图中对角线长度l的相对

4、变化量。由于主应力x、y的作用，该单元体在X、Y方向的伸长量为Δx、Δy，如图6-6(a)、(b)所示，该方向的应变为x=Δx/x、y=Δy/y；在切应力τxy作用下，使原直角∠XOY减小xy，如图6-6(c)所示，即切应变xy=Δx/y。这三个变形引起单元体对角线长度l的变化分别为Δxcos、Δysin、yxycos，其应变分别为xcos2、ysin2、xysincos。当x、y、xy同时发生时，则对角线的总应变为上述三者之和，可表示为二、力参数测量的应用1．轧制力测量广泛采用两种测量轧制力的方法：一、通过测量基架立柱的拉

5、伸应变测量轧制力，又称应力测量法；二、用专门设计的测力传感器直接测量轧制压力，至于所用的变换原理及传感器形式，则有电阻应变式、压磁式、电容式及电感式等。闭口牌坊，轧制时轧机牌坊力柱同时受拉应力σp和弯曲应力σN，其应力分布图如下图：2．切削力测量切削力的测量是一种比较典型的多向动态力测量。切削力信号是复杂的信号，一般情况下是随机信号。三、扭矩的测量1．扭矩测量中应变计的布置和组桥方法；2．扭矩信号的传输；第二节温度的测量1．温度的测量方法；2．热电偶和热电阻；3）常用热电偶的基本要求物理化学性能稳定；测量温度范围宽；热电性能好；电阻温度系数小；有良好的机械加工性能

6、；价格便宜，并尽量少用稀有及贵重金属。4）热电偶的温度补偿法使用补偿导线的优点在于：（1）可以改善热电回路的机械和物理特性，如使用软的或硬而细的补偿导线，可以增加一部分回路的柔软可挠性；（2）补偿导线同样还可以用来调整回路的电阻值和屏蔽外界干扰；（3）补偿导线还可以把温度测量的信号从现场传送到集中控制室或温度恒定的场所。2．热电阻热电阻感温元件的电阻与温度关系特性可以用列表法来表示，简称为“分度表”。分度表是通过大量的实验，测试并经过数据处理以后获得。3非接触式温度计1．全辐射温度计2．光学高温计和光电高温计3．比色高温计第三节流体参数的测量1．流量计流体的流量分

7、为体积流量和质量流量，分别表示某瞬时单位时间内流过管道某一截面处流体的体积或质量。2．流量计的分类1）差压式流量计2）流体阻力式流量计3）测速式流量计（4）热量流量计（5）标志法测速流量计（1）流速方程式如上图所示，超声波逆流从换能器1送到换能器2的传播速度c被流体流速所减慢，为：2)多普勒（效应）法多普勒（效应）法USF是利用在静止（固定）点检测从移动源发射声波多产生多普勒频移现象。3.多普勒法优缺点和局限性1）优点USF可作非接触测量多普勒USF可测量固相含量较多或含有气泡的液体。2)缺点和局限性传播时间法USF只能用于清洁液体和气体，不能测量悬浮颗粒和气泡超

8、过某一范围