范亮

摘要：針對土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)性能檢測技術(shù)要求，結(jié)合工程實踐中常用儀器設(shè)備，開展靜態(tài)電阻應(yīng)變儀操作應(yīng)用的教學實驗。該課程將結(jié)合電阻式應(yīng)變片的粘貼，電阻應(yīng)變橋路的設(shè)置及靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作于一體。該方法可用于土木工程各專業(yè)學生實驗教學中使用。

關(guān)鍵詞：應(yīng)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(tài)電阻應(yīng)變儀為結(jié)構(gòu)表面應(yīng)變測量技術(shù)的重要手段之一，對于土木工程專業(yè)大專院校學生而言，掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的理論知識及具體操作應(yīng)用是土木工程檢測技術(shù)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(yīng)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?shù)脑砗头椒ā?/p>

3.熟悉靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的功能和基本操作方法；

4.熟悉應(yīng)變式位移傳感器與應(yīng)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(shè)備

1.YE2539靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和計算機采集系統(tǒng)。

2.電阻式應(yīng)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(yīng)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(shù)）測量結(jié)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(yīng)變計算公式為：

3.應(yīng)變片的粘貼。應(yīng)變片選用電阻式應(yīng)變片，根據(jù)圖1所示粘貼完成，選擇4片應(yīng)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(yīng)變測試。

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

（2）按照半橋共用補償接法（圖3）將4個縱向應(yīng)變片接入應(yīng)變儀的相應(yīng)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(yīng)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(xiàn)的。

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

（4）參數(shù)設(shè)置正確無誤后，確認進入測試界面，進行應(yīng)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(diào)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(tài)，即初始輸出應(yīng)變不等于零，平衡的目的是將初始應(yīng)變值扣除，以便測量活載應(yīng)變增量。用“采樣”功能欄中的“自動平衡”進行調(diào)零，然后用“掃描采樣”進行數(shù)據(jù)采集，如4個測點的顯示數(shù)據(jù)均為“0”（小于±3范圍內(nèi)也屬正常），說明測試系統(tǒng)正常。如有測點顯示值偏大，說明系統(tǒng)存在故障，此時應(yīng)檢查測點連接是否可靠；如顯示為“19999”，則應(yīng)檢查“連接形式”設(shè)置、測點連接等環(huán)節(jié)，直至故障排除。c.加載測試：分4級加載，數(shù)據(jù)“掃描采樣”，將4個測點的數(shù)據(jù)與計算應(yīng)變進行比較，如兩者差異較大，則應(yīng)進行必要的分析檢查（包括復核計算應(yīng)變的正確性）。

四、記錄表格

參考文獻：

[1]施尚偉，項中富.橋梁結(jié)構(gòu)試驗檢測技術(shù)[M].重慶大學出版社，2012.