实际上,任何材料的体积都会随温度变化而发生轻微改变,绝大多数是热胀冷缩,且不同材料的伸缩率各不相同,体现这一特性的物理名词叫做线膨胀系数,即材料单位温度变化下的应变量,单位是10-6/℃。假设被测物内部应力应变没有发生变化,但是温度升高了,热胀冷缩造成被测物L长度内产生了ΔL的伸长,因此产生了应变,实际计算时,应把这部分因为温度变化产生的应变给去除。同理,应变计自身也会因为温度变化生产额外的应变,实际测量时应把被测物和应变计因为温度变化产生的叠加应变修正掉。金属应变计包括丝式(丝绕式、短接式)应变计、箔式应变计和薄膜应变计。表贴式应变计原理
混凝土埋入式应变计埋设方法,根据设计要求确定应变计的埋设位置以及方向。一般要求应变计的轴线与结构物轴线或中心线或设计方位的不重合误差不超过2°,位置误差不超过2cm。回填应变计周围的混凝土时,要谨慎施工,剔除混凝土中粒径70mm以上的骨料,人工分层振捣密实。回填料较终应填筑超过应变计表面1.5m以上。振捣器与仪器的较距离应大于振动半径并不小于1m。埋设时要经常检查应变计的位置和方位,及时发现并纠正,应变计损坏应及时更换。埋设后,应做好标记,专人守护,以防人为损坏。单向应变计:可在混凝土振捣后及时在埋设部位造孔(槽)埋设。上海振弦式埋入式应变计监测系统振弦式应变计主要由左右端安装支座、钢弦和线圈组成。
电阻应变计张丝式应变计,它是利用一定结构使金属电阻丝张紧并能直接受力而产生电阻-应变效应的一种应变计,又称非粘贴式应变计。一种测量微小压力的张丝式应变计是将金属电阻线绕在固定于弹簧片上的数个柱子上制成的。当压力通过连杆加到弹簧片上时,弹簧片的变形使柱子移动,从而改变电阻线圈的张力而使其电阻发生变化。线圈连接成桥式电路,于是电桥由于桥臂电阻的变化而失去平衡,产生正比于压力的输出电压。利用张丝式应变计的原理还可制成扭矩传感器和加速度计。
电阻应变计根据被测构件的应变状态:(1)应变分布梯度应变计测出的应变值是应变计栅长范围内的平均应变值。因此当应变沿试件轴向为均匀分布时,可以选用任意栅长的应变计,而对测试精度无直接影响。栅长大的应变计,其横向效应系数小,且粘贴也比较容易。如果是对应变梯度大的构件进行测试,则应视具体情况选用栅长小的应变计。(2)应变性质对于静态应变测量,温度变化是产生误差的重要原因,如有条件,可针对具体试件材料选用温度自补偿应变计。对于动态应变测量,应选用疲劳寿命高的应变计,如箔式应变计。应变计选择方法即在考虑试验或应用条件。
应变计(有时称为应变片)是电阻随作用力变化的传感器;它将力、压力、张力、重量等物理量转化为电阻的变化,从而测量这些物理量。当外力作用于固定物体时,就会产生应力和应变。物体内部产生的(对外力的)反作用力即为应力,产生的位移和形变即为应变。应变计是电气测量技术中较重要的传感器之一,用于力学量的测量。正如其名,应变计主要用于应变测量。作为专业术语,“应变”包括拉伸应变和压缩应变,以正负符号区分。因此,应变计既可测量膨胀,也可测量收缩。应变计在使用前,要用脱脂棉浸无水乙醇擦洗,注意两面都要清洗。长春三向应变计输出方式
张丝式应变计的原理还可制成扭矩传感器和加速度计。表贴式应变计原理
金属电阻应变计还可以按敏感栅的结构形状分为下述几类:(1)单轴应变计:单轴应变计一般是指具有一个敏感栅的应变计。这种应变计可用来测量单向应变。(2)单轴多栅应变计:把几个单轴敏感栅粘贴在同一个基底上,可构成平行轴多栅和同轴多栅,这种应变计可方便地测量构件表面的应变梯度。(3)应变花(多轴应变计):具有两个或两个以上轴线相交成一定角度的敏感栅制成的应变计称为多轴应变计,也称为应变花。其敏感栅可由金属丝或金属箔制成。采用应变花可方便地测定平面应变状态下构件上某一点处的应变。表贴式应变计原理