机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 (2)电容电桥 > 平衡条件 R·R3=R2·R4 R3 R2 推导 C C U 电容电桥 (3) 电感电桥 >平衡条件 推导 R R3=R2R LRs=LaR U 电感电桥 China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院17
China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院 机械工程测试技术基础 第五章 信号变换与调理 17 （2）电容电桥 R1 R4 R3 2 I R2 1 I Uo Ui a d c C1 C4 电容电桥 4 2 1 3 1 3 2 4 C R C R R R R R 平衡条件 （3）电感电桥 R1 R3 R4 2 I R2 1 I Uo Ui a b d c L1 L4 电感电桥 1 3 4 2 1 3 2 4 L R L R R R R R 平衡条件 推导 推导 ▲
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 (4)电阻交流电桥的平衡 用于应变测量的交流电桥除应变片的纯电阻外，还有导线间的分布电容， 这相当于在相关桥臂上并联一个电容。 R Z=1+jwRC Z2 R 1+jwRC2 Z3=R3 Za=R Q 平衡条件：Z,Z3=Z2Z4 RR=RR RC2=RC China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院18
China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院 机械工程测试技术基础 第五章 信号变换与调理 18 （4）电阻交流电桥的平衡 用于应变测量的交流电桥除应变片的纯电阻外，还有导线间的分布电容， 这相当于在相关桥臂上并联一个电容。 1 1 1 1 1 R Z jwR C 2 2 2 2 1 R Z jwR C Z R 3 3 Z R 4 4 平衡条件： Z Z Z Z 1 3 2 4 1 3 2 4 3 2 4 1 R R R R R C R C
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 ()交流电桥的特点 ●输出为高频调幅波，不易受外界工频干扰； 。后接的交流放大器结构简单、零漂小、价格相对便宜； 。转换精度较高；易于实现不失真测试； ●输出调幅波需经相敏检波器进行解调； ●供桥电源要具有较高的幅值、频率稳定性和良好的波形。 China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院19
China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院 机械工程测试技术基础 第五章 信号变换与调理 19 （5）交流电桥的特点 ● 输出为高频调幅波，不易受外界工频干扰； ● 后接的交流放大器结构简单、零漂小、价格相对便宜； ● 转换精度较高；易于实现不失真测试 ； ● 输出调幅波需经相敏检波器进行解调； ● 供桥电源要具有较高的幅值、频率稳定性和良好的波形
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 (6)交流电桥的注意事项 ●交流电桥平衡条件是仅针对供桥电源只有一个频率w的情况下 推出的；当供桥电源有多个频率成分时，得不到平衡条件，电桥 是不平衡的； ●供桥电源应具有良好的电压波形和频率稳定性； ●一般采用5kHz~10kHz高频振荡作为供桥电源，以便消除外界工 频干扰； ●交流电桥主要用于动态测试，并使不同频率的动态信号的后续 放大器所要求的特性易于实现； ●导线间的分布电容对其影响较大，尤其是在高频电路中。 China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院20
China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院 机械工程测试技术基础 第五章 信号变换与调理 20 （6）交流电桥的注意事项 交流电桥平衡条件是仅针对供桥电源只有一个频率w的情况下 推出的；当供桥电源有多个频率成分时，得不到平衡条件，电桥 是不平衡的； 供桥电源应具有良好的电压波形和频率稳定性； 一般采用5kHz~10kHz高频振荡作为供桥电源，以便消除外界工 频干扰； 交流电桥主要用于动态测试，并使不同频率的动态信号的后续 放大器所要求的特性易于实现； 导线间的分布电容对其影响较大，尤其是在高频电路中
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 4.应变、应力的测量 (1)测量原理 把应变片按构件的受力情况，合理地粘贴在被测构件变形 的位置上，当构件受力变形时，应变片敏感栅的电阻值就发生 相应的变化。其变化量的大小与构件变形成一定的比例关系， 通过测量电路转换为与应变成比例的模拟信号。 电阻应变片和应变仪测定构件的表面应变，根据应变与应 力的关系式（虎克定律)，确定构件表面的应力状态。 China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院21
China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院 机械工程测试技术基础 第五章 信号变换与调理 21 4. 应变、应力的测量 （1）测量原理 电阻应变片和应变仪测定构件的表面应变，根据应变与应 力的关系式（虎克定律），确定构件表面的应力状态。 把应变片按构件的受力情况，合理地粘贴在被测构件变形 的位置上，当构件受力变形时，应变片敏感栅的电阻值就发生 相应的变化。其变化量的大小与构件变形成一定的比例关系， 通过测量电路转换为与应变成比例的模拟信号