第一个问题:电阻应变片的测量电路 在使用应变片测量应变时,必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。为此,一般是把应变片接入某种电路,让其电阻值的变化对电路进行某种控制,使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号,然后,只要对这个电信号进行相应的处理就行了。常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥,它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。在此,仅以直流电压电桥为例加以说明。 一、电桥的输出电压 电阻应变仪中的电桥线路如图A-4所示,它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。可取为应变片、和为应变片或~均为应变片等几种形式。、和、分别为电桥的输入端和输出端。根据电工学原理,可导出当输入端加有电压时,电桥的输出电压为当时,电桥处于平衡状态。因此,电桥的平衡条件为。当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有、、和的变化时,可近似地求得电桥的输出电压为由此可见,应变电桥有一个重要的性质:应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。对于平衡电桥,如果相邻两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相同,或相对两桥臂的电阻变化率大小相等、符号相反,则电桥将不会改变其平衡状态,即保持。如果电桥的四个桥臂均接入相同的应变片,则有式中,~分别为接入电桥四个桥臂的应变片的应变值。
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