大学生科学素养与创新思维的培养——以基于电阻应变片的杨氏模量测量实验教学研究为例

杨氏模量是评估材料弹性变形能力的关键参数,其测量具有巨大的科学和应用性,在大学物理实验和工程实验中是一个具有代表性的经典实验。将惠斯通电桥原理和梁弯曲法相结合,利用电阻应变片构成惠斯通电桥,将待测物的微小形变量转化为电信号,从而精确地测定材料的杨氏模量。与传统的光放大法相比,基于电阻应变片的杨氏模量测量实验方法结构简单、测量准确、结合LabVIEW程序设计采集数据并自动处理数据,在实验教学中可操作性强,也丰富了实验教学内容。同时,可培养大学生科学素养,提高学生动手能力、创新思维,增强科研实验能力。

电阻应变片应变传递建模与分析

利用ABAQUS软件建立电阻应变片“等强度梁(基体)—胶粘层—基底—敏感栅—覆盖层”的有限元模型,分析了应变片各参数对电阻应变片应变传递的影响。结果表明,基体、胶粘层和基底弹性模量越大,敏感栅和覆盖层弹性模量越小;胶粘层、基底和敏感栅厚度越小,则应变过渡区宽度越小,平均应变传递率越大。此外,覆盖层的有无对应变传递几乎无影响。

电阻应变片灵敏系数标定和横向效应系数测定

目的:实现对电阻应变片灵敏度系数的标定和横向效应系数的测定。方法:首先推导出电阻应变片灵敏度系数和横向效应系数的理论计算公式,然后将被测电阻应变片分别粘贴在等强度梁上,在等强度梁上放置一个三点挠度计,采用电测法,分别记录各级载荷作用下每片应变片的应变读数和三点挠度计读数,最后将读数代入理论计算公式,实现对电阻应变片灵敏度系数和横向效应系数的标定。结果:电阻应变片的灵敏度系数为K=2.26,横向效应系数为H=0.3984%。结论:该方法能够提高电阻应变片的精度。

光纤光栅与电阻应变片应变测量的对比分析

基于等强度标准梁应变实验 ,对光纤光栅与电阻应变片两种应变测量方法进行了实验对比 .结果表明 ,光纤光栅方法应变测量数据的线性度、灵敏度与理论计算值符合得很好 .光纤光栅方法测量应变是可行的。

电阻应变片的实验与应用

电阻应变片是广泛应用的传感元件之一,已成为非电量电测技术中重要的检测手段。介绍了其工作原理及测量电路的设计与特性,并通过两个实例说明了电阻应变片的应用。

电阻应变片贴装方位偏差对测量结果的影响

认为电阻应变片可以测量构件受的力、力矩、压力等物理量 ,贴装方位不准确是造成应变测量误差的主要原因 ,分析讨论了电阻应变片在一维、二维应力状态下贴装方位偏差所造成的测量误差及其变化规律 :一维情况下 ,相对误差γ不仅与角偏差△α有关 ,而且还与主应变方向的夹角α和所测件泊松比μ有关 .特别的 ,在α =0 ,△α <5°时 ,γ <1 % (μ =0 .2 85 ) ;α≠ 0时 ,随着α的增大 ,△α对所测γ的影响就越大 .二维 ,电阻应变片贴装方位偏差△α造成测量误差γ与两主应变之比ρ及α角有关 ,当ρ一定时 ,α角越大 ,偏差角△α对测量的影响就越显著 .最后 ,设计了实验 ,对一维应力状态下的分析结果进行了验证 .为实际测量工作及传感器设计。

基于电阻式应变片的甘蔗种切割防伤芽系统

根据甘蔗种植要求,设计了一种基于电阻式应变片的甘蔗种切割防伤芽系统。利用电阻式应变片感应甘蔗种芽信号,经放大、滤波后与电压比较器预设的参考电压值进行比较,并以高、低电平的形式输入到单片机计数,再根据计数情况向甘蔗种切断刀发出控制信号,实现甘蔗种切割防伤芽的目的。试验结果表明,该系统能够满足防伤牙要求,误差小,准确率高达97%。

电阻应变片传感器网络虚拟实验系统开发

在介绍了电阻应变片传感器的数学模型及测量原理的基础上,阐述了实验软件的开发过程,解决了软件开发过程中实验模型图生成、传感器和实验装置初始化类的设计、鼠标监听事件的处理等关键技术,为虚拟实验设计开发提供了一种思路.

盲孔法残余应力测试中的电阻应变片粘贴技术

残余应力的盲孔测试方法是工程构件应力分析常用的数据获取手段之一,在盲孔法应力测试中,应变片的粘贴质量将直接影响测试结果的可靠性和准确性。以大直径厚壁X80级管线钢管盲孔法残余应力测试为例,按照测试的基本工步,对电阻应变片粘贴操作工艺进行了介绍,该粘贴技术除可用于残余应力的盲孔测试方法以外,对其他以电阻应变片为测试元件的应用场合也具有一定的指导和借鉴意义。

对用电阻应变片进行应变长期量测的研究

详细阐述了用电阻应变片进行多楼层、多测点、远距离、复杂施工环境条件下钢筋应变长期观测试验的方法；分析了影响长期应变观测的主要因素；论证了消除这些因素应采取的技术措施。研究结论对高层建筑施工过程监测、对各种新结构体型在高层建筑中的实际使用性能的长期观测具有重要意义。

电阻应变片的选用

本文从应变片的形式、尺寸、阻值、温度、蠕变等几个方面,谈了选用应变片的方法和原则。

浅谈盲孔法测焊接残余应力电阻应变片粘贴技术

盲孔法测焊接残余应力是学生实验中及工程上常用的对构件进行应力分析的实验方法之一,它由于具有操作简便、测量可靠性高、对构件损伤程度小等特点,而在焊接残余应力测试中获得了广泛的应用。在盲孔法测应力实验中,应变片的粘贴好坏将直接影响测试结果的准确性和可靠性。本文结合大口径厚壁X80管残余应力测定项目试验中几百个应变片的粘贴经验,总结出简单易行的操作工艺,以期在测试中为学生和工程技术人员提供有意义的指导和借鉴。

电阻应变片桥式电路原理及课程实验设计

笔者设计了一个高精度的电阻应变片桥式测量电路.系统把12 V 直流电源转换为5.5 V ,再转换为各个芯片工作需要的5 V 和3.3 V 电压,由T L 431芯片供给一个2.5 V 基准电压源从而保证测量电压高稳定性.系统首先把全桥应变片电路作为传感单元,传感单元的输出信号送入A D 620差分放大,再进入MCP 3421中模数转换,最后经由M C U中的程序处理,在液晶显示屏中显示出来.测试结果表明,设计的电子分辨率达到0.1 g , 电子秤称重范围0-500 g , 称重误差小于0.5 g.设计的电子秤可以对应变片的线性应变进行测量,因此验证了电阻应变片传感器测量原理.

电阻应变片粘贴技巧

将电测法中两种主要设备电阻应变片和电阻应变仪作了简要阐述,重点对应变片的粘贴步骤及技巧进行了详细说明,最后总结了电阻应变片粘贴操作过程中应注意的问题,以保证应变片的粘贴质量。

用电阻应变片监测胶层固化过程的方法

本文试验了电阻应变片用于监测胶层固化程度的测试方法,以环氧树脂胶粘剂为研究对象,得到了用胶层的应变处于周期性变化的开始点为基本完成固化的判据。与其他监测方法相比,具有成本低、适应性广、结果准确可靠的优点。

用电阻应变片检测电机主轴运行故障的方法

本文试验了电阻应变片用于检测电机主轴运行状态的试验方法,获得了与检测原理分析相一致的检测频谱图。

电阻应变片与应变传递原理研究

随着我国衡器和自动称量技术的发展,各种电阻应变式称重传感器的应用也更加普遍。传感器的结构及型式,由常温至高温,由传统的模拟式也逐渐进入数字式。但是人们关心的仍然是传感器的性能及其稳定性。本文试以应变片的测量原理,从应变传递机理方面,把国内外学者在这方面的研究成果介绍给大家。

电阻应变片的温度自补偿及其他

电阻应变片也称电阻应变计,简称应变片或应变计。本文从普及的角度,试从应变片热输出的物理概念、应变片温度自补偿的原理、箔材电阻温度系数的选择原则、不同弹性体材料上应变片热输出的估算以及用应变片测定弹性体材料线膨胀系数的方法等相关方面的知识加以简要介绍,以供从事应变片及传感器技术的同仁参考。

电阻片应变法在测量三翼臼固定后骨盆应力变化中的应用

目的应用电阻片应变法测量骨盆髋臼骨缺损模型三翼臼固定后髋臼上方的应力值。方法成年男性尸体骨盆标本4只,无髋关节骨质缺损或畸形。于臼顶处造成节段性骨缺损,缺损面积约为髋臼面积的20%。根据三翼臼扩展角度不同分为0、36、45和60°4个实验组,并设立无缺损、无翼假体骨盆为对照组。在4只骨盆标本上各布置7组电阻应变花,1、2和3号位置为骨盆外侧与臼杯3个翼对应的髋臼上方,4号位置为骨盆外侧髋臼与骶髂关节连线近端,5、6和7号位置于骨盆内侧髋臼与骶髂关节连线由外下向内上方均匀分布。模拟单腿站立时髋关节负重情况,进行150、300、450、600、750和900N分级加载,收集各组各级加载和卸载时应变片应变信息。结果测试点最大等效应力为6.93MPa,最小等效应力为1.08MPa。结论骨盆髋臼骨缺损三翼臼固定后,在宿主骨没有引发高应力区,为翼间移植骨的生长提供了力学环境下的数据。

电阻应变片发展历史的回顾——纪念电阻应变片诞生70周年(1938-2008)

电阻应变片作为在工程结构试验中众多的应力测量技术中至今仍是应用最广泛、最有效的应力测量技术,并且,在现今的工程结构健康监测方面也将发挥积极的作用。由各种电阻应变片制成的各种电阻应变式称重传感器,在电子衡器工业中也发挥着极其重要的作用。此时,简单地回顾一下电阻应变片与称重传感器的发展历史,借以对从事电阻应变片、称重传感器以及衡器技术的研究与发展做出过贡献的人们表示深深的敬意,并对现今的各界同仁寄于深切的期望。