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电阻片的粘贴及组桥. 主讲教师：李慧中. 实验目的. 1. 了解什么是应变片，掌握应变片粘贴工艺。 2. 测量矩形截面梁在横弯时指定截面的最大应变值，比较和掌握不同组桥方式如何提高测量灵敏度的方法。并求出各种组桥方式下的桥臂系数 B 。 3. 测量矩形梁在横弯条件下指定截面的应力分布规律，并与理论值进行比较。. 实验装置及仪器设备. 1. 实验装置简述
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电阻片的粘贴及组桥 主讲教师：李慧中
实验目的 1.了解什么是应变片，掌握应变片粘贴工艺。 2.测量矩形截面梁在横弯时指定截面的最大应变值，比较和掌握不同组桥方式如何提高测量灵敏度的方法。并求出各种组桥方式下的桥臂系数B。 3.测量矩形梁在横弯条件下指定截面的应力分布规律，并与理论值进行比较。
实验装置及仪器设备 1.实验装置简述 本实验是将矩形截面梁安置在WDW-3020型电子万能试验机上，梁的受力方式为三点弯曲。通过试验机的控制面板操作试验机，实现对三点弯曲梁加载，施加的载荷由控制面板读出。在指定截面上沿梁的高度分布有7枚电阻应变片，施加到额定载荷时，由数字式电阻应变仪读出每枚电阻应变片所感受的应变值。装置简图如图1所示。
1.试验机压头；2.矩形截面梁；3.电阻应变仪；4.支座；5.电阻应变片。1.试验机压头；2.矩形截面梁；3.电阻应变仪；4.支座；5.电阻应变片。 • 图1.桥路与弯曲应力实验装置简图 1.电子万能试验机（型号、编号） 2.矩形截面梁一根 3.电阻应变仪及接线箱（型号、编号）
应变片粘贴方法： 粘贴应变片之前，应先将弹性体表面清理干净，才能够使应变片粘贴牢固。最好是用细砂布在弹性体表面即应变区域打磨至与应变片丝栅成45°，并根据要求在弹性体上划线，以确定贴片位置，再用氟利昂、丙酮或四氯化碳清洗弹性体表面的灰尘、油渍，拒绝用汽油清洗。然后在经过清洗的弹性体表面上，均匀涂刷一层粘合剂，等粘合剂稍干，即把应变片贴在划线位置，用手指滚压，把气泡和多余的粘合剂挤出，粘贴好的应变片按一定的规程（指规定的压力，升温、降温的速度及保温时间等）进行固化处理。 经固化和稳定后，应测量应变片电阻，来检查贴片过程中敏感丝栅和引线是否损坏。另外，还要测量引出线和弹性体之间的绝缘电阻，是否在所规定的范围之内。 应变片引线最好采用中间连接片引出。为了确保应变片工作的长期稳定性，应采取防潮、防水等措施，如在应变片及其引出线上涂以石蜡、松香混合物作为保护层，将应变片全覆盖。
实验基本原理 在平面弯曲条件下，矩形截面梁任一截面上的应力沿高度的变化可按下式计算。 1-1 式中：M——该截面上的弯距； Jy ——截面惯性距； Z ——所求点至中性轴的距离。 其最大应力产生在上、下表面，最大值为 1-2 式中W为梁的抗弯截面系数。（1-1）式是在平面假设的条件下推导出来的，是否正确可通过实验来验证。
本实验指定截面的电阻应变片布置如图1所示。如果对应试验机施加的初载荷和末载荷时，通过应变仪读出的测量值为初读数和末读数。此时各片电阻片的测量应变值为：本实验指定截面的电阻应变片布置如图1所示。如果对应试验机施加的初载荷和末载荷时，通过应变仪读出的测量值为初读数和末读数。此时各片电阻片的测量应变值为： ε仪＝Δε＝εn－ε0 1-3 得到上述测量值通过灵敏系数修正为实际应变值，通过（1-2）式即可计算出各点的应力值。 本实验在梁的上下表面各布置了两枚电阻片，以便用于各种组桥方式测定最大应变值，并比较各种组桥方式下的灵敏度大小。
实验步骤 1.检查试验用矩形截面梁的加力点位置与支座位置是否正确（以梁上刻线为准），梁的截面尺寸由同学自己测量。 2.根据试样尺寸及机械性能指标计算试验的许可载荷，并确定初载荷P0及末载荷Pn，单位为牛（N）。
3.熟悉并掌握试验机的操作规程和控制面板的功能 设置，电阻应变仪的使用，设置试验的负荷定载值，该值稍大于Pn值，以便使试样不因误操作造成试样的损坏。启动试验机预加载荷到P0值，按实验内容要求，先进行单臂测量，将电阻片的引线接至电阻应变仪及接线箱上，测量应变沿梁高度的分布规律。待仪器稳定后，测量并记录相应的初始应变读数ε0或将应变仪调零。然后将载荷加至Pn值并测量出对应末载时的应变仪读数εN，求出两次读数差值。共重复加卸载2～3次，每次Δε相对误差不超过5%。否则应检查接线是否牢靠，仪器工作是否正常，排除故障然后重做。然后进行各种组桥方式的测量。
4.完成全部试验内容，实验数据经教师检查合格后，卸掉载荷、关闭电源、拆下引线、整理好实验装置，将所用工具放回原处后方可离开实验室。4.完成全部试验内容，实验数据经教师检查合格后，卸掉载荷、关闭电源、拆下引线、整理好实验装置，将所用工具放回原处后方可离开实验室。
实验内容及要求 • 测量矩形截面梁指定截面的应力分布规律。按试验步骤3对梁上7片电阻片逐点进行单臂测量，将各片的读数记入预先准备好的表格中，并及时计算出各点的应变差值Δε＝εn－ε0，以便检查读数是否稳定正确。每点的有效数据必须有不少于2遍的应变差值。 • 利用梁的上下表面的共四枚电阻片，按下述组桥方式进行测量，求出该截面的最大应变值εmax,以便求出该截面的弯距M。并求出不同组桥方式的桥臂系数B。 • （1）半桥测量：将上述四枚电阻片中选取应变符号相反的两片组成半桥测量。 • （2）对臂测量：将上述四枚电阻片中选取应变符号相同的两片组成对臂测量。 • （3）全桥测量：将上述四枚电阻片组成全桥测量。 • 以上各种组桥方式均按步骤3进行重复试验，直至得到稳定的结果。
实验报告要求 1.实验目的。 2.画出实验装置简图，标注仪器设备的名称、型号、精度及编号。 3.试验原理简述。 4.根据实际操作列出试验内容及实验步骤。 5.试验数据的整理及结果计算，应列出计算公式，结果以表格形式给出。应包括一下内容： ①将各类原始数据以表格的形式列出。 ②计算所测截面各点的应力值。根据ΔP及梁的几何尺寸，计算理论应力值σ理；由测量的结果ε仪，根据应变修正公式得出各点的实际应变值ε实，ε实可按下式计算： 1-4 式中 µ＝10-6
用实际应变值按照虎克定律公式，计算各点实测应力σ实＝Eε实。用实际应变值按照虎克定律公式，计算各点实测应力σ实＝Eε实。 • 用坐标纸画出σ理~Z和σ实~Z的关系曲线，梁上下表面两点数据各取平均值，分别做为一个点，用最小二乘法原理回归成线性方程，以此方程画出σ实~Z曲线，并给出相关系数γ。 • 计算各种组桥方式的桥臂系数B。 1-5 • 式中 ―不同组桥方式下的桥臂系数 • ―不同组桥方式下应变仪测量的应变值 • ―参与组桥电阻片单臂测量值得平均值 • 按下式计算梁上下表面最大应力的实验值与理论值得相对误差。 1-6 并分析产生误差的原因。
