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应变片的动态响应特性

 

  电阻应变片在测量频率较高的动态应变时,应变是以应变波的形式在材料中传播的,它的传播速度与声波相同,对于钢材v≈5000 m/s。

  应变波由试件材料表面,经粘合层、基片传播到敏感栅。由于应变片的敏感栅相对较长,当应变波在纵栅长度方向上传播时,只有在应变波通过敏感栅全部长度后,应变片所反映的波形经过一定时间的延迟,才能达到最大值。

  从应变波的传播过程可以看出,影响应变片频率响应特性的主要因素是应变片的基长和应变波在试件材料中的传播速度。

应变波为正弦波

  应变波按正弦规律变化时,由于应变片具有一定的长度,在同一瞬间沿基长方向的各点上所感受的应变是不同的。当应变片所反应的平均应变值与应变片中心点处的真实应变相差太大时,就会使测量失真,产生测量误差。

  实验可知,当允许误差δ及应变波的传播速度v为一定时,所测应变的极限频率(最高工作频率)是由基长来决定的。一般取基长为应变波波长的1/10~1/20,即

应变波为阶跃波

 应变波为阶跃波时,由于应变波通过敏感栅全部长度需要一定的时间,所以应变片所反应的波形要经过一定的时间延迟,才能达到最大值。

可测频率f =0.35/tk,

此时应变计的极限工作频率可近似为:

应变片的工作情况

试件表面的变形(应变)是通过胶层、基底以剪力的形式传给电阻丝的。当试件沿x方向变形时,胶层下表面与试件一起移动,和基底粘合的上表面是被动的,基底被带动,胶层发生剪应力γ1。基底发生剪应力γ2将应变传到电阻丝上。剪应力分布规律如图(b):应变片两端剪应力最大,中间最小。因此在粘贴应变片时应注意将应变片的两端贴牢固。