机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 根据被测应变的性质和工作频率不同，采用不同的应变仪。 类别 测量应变信号 测量频率范围 静态电阻应变仪 静态应变 0~15Hz 静动态电阻应变仪 单点动态应变 <200Hz 动态电阻应变仪 周期或非周期动态应变 <5kHz 超动态电阻应变仪 动态应变 >10kHz 遥测电阻应变仪 测旋转体、运动体 China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院22
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 22 根据被测应变的性质和工作频率不同，采用不同的应变仪。 类 别 测量应变信号 测量频率范围 静态电阻应变仪 静态应变 0~15Hz 静动态电阻应变仪 单点动态应变 <200Hz 动态电阻应变仪 周期或非周期动态应变 <5kHz 超动态电阻应变仪 动态应变 >10kHz 遥测电阻应变仪 测旋转体、运动体
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 4(t) u2(t) ◆F(E) △R/R x( 43(t) 山 0 0 0 应 相 低 示 变 流 敏 力、应变 片电阻变化 桥 电压 放 电压 电压 滤 电压 大 波 器 (电流) ) y(t) XAAAAJAXAMNNA o7mww之 振荡器 0 动态电阻应变仪的框图 百百面面氟面面氢。 China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院23
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 23 电 桥 应 变 片 交 流 放 大 相 敏 检 波 低 通 滤 波 示 波 力、应变 电阻变化 电压 电压 器 (电流) t 电压 电压 振荡器 0 R / R 0 t F( ) t ( ) 3 u t t 0 ( ) 2 u t 0 t ( ) 1 u t t 0 x (t) m 0 t y(t) 0 t y(t) 0 动态电阻应变仪的框图
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 (2)应变仪的电桥特性 应变仪采用交流电桥，电源以载波频率供电，四个桥臂 均为电阻，由可调电容来平衡分布电容。 b 4一U Uo=(R+R:R3+ R±△B R,±△R R3_R)U, Uo-(R+kR+R R±△R R,±△R China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院24
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 24 （2）应变仪的电桥特性 1 4 0 1 2 3 4 ( ) i R R U U R R R R 应变仪采用交流电桥，电源以载波频率供电，四个桥臂 均为电阻，由可调电容来平衡分布电容。 3 2 0 3 4 1 2 ( ) i R R U U R R R R R1 R R4 R R3 R 2 I 1I Uo Ui a b d c R2 R
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 其中R1、R2、R和R4为电桥的四个桥臂。若它们所产生的电 阻变化用△R1、△R2、△R3和△R,表示，初始各臂阻值相等， 即R1=R2=R3=R4=R,且△R<R。 R+△R R4+△R Uo=R+AR+R,AR:R,+AR+RtAR, 1△R_RU, R+△R R+AR, Uo=R+AR+R+AR,R+AR+RtAR 1 AR_AR)U, ≈2R-R UAR_△R+△R_△R 4、R R R R China university ofpetroleum 中国石油大学机电工程学院25
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 25 其中R1、R2、R3和R4为电桥的四个桥臂。若它们所产生的电 阻变化用R1、R2、R3 和R4表示，初始各臂阻值相等， 即R1= R2 = R3= R4 =R，且Ri<<Ri。 1 1 4 4 1 4 0 1 1 2 2 3 3 4 4 + 1 ( ) ( ) + + 2 i i R R R R R R U U U R R R R R R R R R R 3 3 3 2 2 2 0 3 3 4 4 1 1 2 2 + 1 ( ) ( ) + + 2 i i R R R R R R U U U R R R R R R R R R R 1 2 4 3 0 ( ) 4 U R i R R R U R R R R
机械工程测试枝术基础 第五章信号变换与调理 UAR AR AR N ·R 和差特性 ●若相邻两桥臂(R和R)电阻同向变化（两电阻同时增大或同时减小）， 所产生的输出电压的变化将互相抵消； ●若相邻两桥臂(R和R2)电阻反向变化（两电阻一个增大，一个减小）， 所产生的输出电压的变化将相互叠加。 若各桥臂应变片的灵敏度S。=(△R/R)/e R±△ R±△R 相同时，上式可写成 S(G-6:+8,-64) U=4 R△R R,±△ China university of petroleum 中国石油大学机电工程学院26
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 26 若各桥臂应变片的灵敏度Sg=(R/R)/ 相同时，上式可写成 0 1 2 3 4 ( ) 4 i g U U S 若相邻两桥臂(R1和R2 )电阻同向变化(两电阻同时增大或同时减小)， 所产生的输出电压的变化将互相抵消； 若相邻两桥臂(R1和R2 )电阻反向变化(两电阻一个增大，一个减小)， 所产生的输出电压的变化将相互叠加。 1 2 4 3 0 ( ) 4 U R i R R R U R R R R 和差特性 R1 R R4 R R3 R 2 I 1I Uo Ui a b d c R2 R