專利名稱：剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高校用物理實(shí)驗(yàn)儀器，尤其指一種剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀。
背景技術(shù)：
電阻應(yīng)變式傳感器(本實(shí)用新型簡稱應(yīng)變片)工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)原理。用金屬電阻絲制作成電阻應(yīng)變片，將其粘貼在具有彈性的剛體上，當(dāng)剛體受力變形時，應(yīng)變片的敏感柵也隨同一起變形，其電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。應(yīng)變片可以應(yīng)用于剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀，但現(xiàn)有技術(shù)的剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜使用不方便，并且不能消除由于溫度的變化帶來的測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀，它可消除溫度變化帶來的測量誤差。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包含惠斯登電橋電路，應(yīng)變片Rx固定在懸臂梁3的上面并且與惠斯登電橋電路上的應(yīng)變片接線柱7并聯(lián)，應(yīng)變片Rx安裝在夾具2的右側(cè)。夾具2固定在底座I上，懸臂梁3固定在夾具2上。懸臂梁3的右端與懸線5上端相接，懸線5的下端與砝碼4相接。溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1固定在懸臂梁3的上面并且與惠斯登電橋電路上的溫度補(bǔ)償接線柱6并聯(lián)。溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1安裝在夾具2的左側(cè)。惠斯登電橋電路安裝在底座I的內(nèi)部，惠斯登電橋電路的溫度補(bǔ)償接線柱6和應(yīng)變片接線柱7以及第二電阻R2和第三電阻R3和保護(hù)電阻R的調(diào)節(jié)旋鈕都安裝在底座I的外殼上，檢流計G和開關(guān)K也要安裝在底座I的外殼上。由于本實(shí)用新型把應(yīng)變片Rx固定在懸臂梁3的上面，并且與惠斯登電橋電路上的應(yīng)變片接線柱7并聯(lián)，應(yīng)變片Rx安裝在夾具2的右側(cè)，懸臂梁3固定在夾具2上，懸臂梁3的右端與砝碼4相接，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1與惠斯登電橋電路上的溫度補(bǔ)償接線柱6并聯(lián)，就可以方便地測量懸臂梁3在不同受力情況下的電阻變化值，從而計算出懸臂梁3的應(yīng)變數(shù)值。由于溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1和應(yīng)變片Rx是同樣材料和規(guī)格的，并且處在同一環(huán)境溫度下，溫度的變化帶來的兩者的電阻變化是一致的，這就抵消了兩者溫度變化引起的測量誤差，提高了測量精度。由于惠斯登電橋電路安裝在底座I的內(nèi)部，并且惠斯登電橋電路的各個可調(diào)部件都安裝在底座I的外殼上，這就簡化了儀器結(jié)構(gòu)，降低了成本，提高了儀器使用的方便性。

圖I是本實(shí)用新型的機(jī)械部分的原理示意圖。圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
在圖I中，底座I為長方形的殼體，夾具2用螺絲固定在底座I上表面。夾具2夾住懸臂梁3的左側(cè)，夾具2與懸臂梁3之間為可以安裝和拆卸的結(jié)構(gòu)(可用類似于小臺鉗夾持物體的那種機(jī)械結(jié)構(gòu))。應(yīng)變片Rx用粘貼的方法固定在懸臂梁3的上面，并且應(yīng)變片Rx安裝在夾具2的右側(cè)。懸臂梁3的右端與懸線5的上端相接，懸線5的下端與砝碼4相接。砝碼4為多個等重的砝碼組合而成，可以添加或減少。溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1固定在懸臂梁3的上面，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1安裝在夾具2的左側(cè)。在圖2中，電阻民、&串聯(lián)后并聯(lián)在保護(hù)電阻R、直流電源E、開關(guān)K串聯(lián)的電路上；溫度補(bǔ)償接線柱5 (由兩個組成)與應(yīng)變片接線柱6 (由兩個組成)串聯(lián)后也并聯(lián)在保護(hù)電阻R、直流電源E、開關(guān)K串聯(lián)的電路上。檢流計G的上端與溫度補(bǔ)償接線柱6和應(yīng)變片接線柱7的連接點(diǎn)相連，檢流計G的下端與電阻R2、R3的連接點(diǎn)相連。溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1與溫度補(bǔ)償接線柱6相接；應(yīng)變片Rx與應(yīng)變片接線柱7相接。這就形成了一個惠斯登電橋， 其中電阻R2、R3為可調(diào)節(jié)可直接讀數(shù)的高精度電阻箱，保護(hù)電阻R為滑線變阻器(保護(hù)電阻R也可串聯(lián)到檢流計G電路中去)。本實(shí)用新型把圖2的溫度補(bǔ)償接線柱6和應(yīng)變片接線柱7不接其他器件時的電路組合簡稱為惠斯登電橋電路。為了簡化結(jié)構(gòu)，提高使用的方便性，本實(shí)用新型將惠斯登電橋電路安裝在底座I的內(nèi)部?；菟沟请姌螂娐返臏囟妊a(bǔ)償接線柱6和應(yīng)變片接線柱7以及第二電阻R2和第三電阻R3和保護(hù)電阻R的調(diào)節(jié)旋鈕都安裝在底座I的外殼上。檢流計G和開關(guān)K也要安裝在底座I的外殼上。直流電源E可用直流穩(wěn)壓電源或干電池。本實(shí)用新型的使用過程簡要說明如下首先在應(yīng)變片接線柱7上接一個外接的電阻箱，并把溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1與溫度補(bǔ)償接線柱6相并聯(lián)。調(diào)節(jié)電阻R2、R3以及上述那個外接的電阻箱，使檢流計G趨近零視數(shù)，惠斯登電橋達(dá)到準(zhǔn)平衡，從而計算出溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1的電阻值。然后把外接的那個電阻箱拆下來，換上應(yīng)變片Rx，這就可以進(jìn)行下述的應(yīng)變測量實(shí)驗(yàn)了。見圖1，先令砝碼4的質(zhì)量為零(也即全拆下砝碼4上的所有砝碼)，調(diào)節(jié)電阻民為使得惠斯登電橋平衡，從而計算出該情況下的應(yīng)變片Rx上的電阻值，再依次更換(增加)砝碼4的質(zhì)量(每次增加的質(zhì)量相同)，就可測量計算出砝碼4各次相應(yīng)質(zhì)量對應(yīng)的應(yīng)變片Rx上的電阻值；再依次更換(減少)砝碼4的質(zhì)量(每次減少的質(zhì)量相同)，也可測量計算出砝碼4各次相應(yīng)質(zhì)量對應(yīng)的應(yīng)變片Rx上的電阻值。結(jié)合上述兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用逐差法可把加載每個砝碼時應(yīng)變片Rx的阻值變化量精確計算出來，從而把懸臂梁3的應(yīng)變精確地計算出來。由于溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1和應(yīng)變片Rx是同樣材料和規(guī)格的，并且處在同一環(huán)境溫度下，溫度的變化帶來的兩者的電阻變化是一致的，兩者按圖2的連接方式接入電路后，就可抵消兩者溫度變化引起的誤差，所以，不會影響惠斯登電橋的平衡，因而也就消除了溫度變化帶來的誤差，提高了測量精度。
權(quán)利要求1.一種剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀，包含惠斯登電橋電路，應(yīng)變片(Rx)固定在懸臂梁(3)的上面并且與惠斯登電橋電路上的應(yīng)變片接線柱(7)并聯(lián)，應(yīng)變片(Rx)安裝在夾具(2)的右偵牝其特征是夾具(2)固定在底座(I)上，懸臂梁(3)固定在夾具(2)上，懸臂梁(3)的右端與懸線(5)上端相接，懸線(5)的下端與砝碼(4)相接，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片(R1)固定在懸臂梁(3)的上面并且與惠斯登電橋電路上的溫度補(bǔ)償接線柱(6)并聯(lián)，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片(R1)安裝在夾具(2)的左側(cè)。
2.按權(quán)利要求I所述的剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀，其特征是惠斯登電橋電路安裝在底座(I)的內(nèi)部，惠斯登電橋電路的溫度補(bǔ)償接線柱(6)和應(yīng)變片接線柱(7)以及第二電阻(R2)和第三電阻(R3)和保護(hù)電阻(R)的調(diào)節(jié)旋鈕都安裝在底座(I)的外殼上，檢流計(G)和開關(guān)(K)也安裝在底座(I)的外殼上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種剛體材料應(yīng)變實(shí)驗(yàn)儀。它包含一個惠斯登電橋電路，應(yīng)變片RX固定在待測剛性材料的懸臂梁3的上面并且與惠斯登電橋電路上的應(yīng)變片接線柱7并聯(lián)，應(yīng)變片RX安裝在夾具2的右側(cè)，夾具2固定在底座1上，懸臂梁3固定在夾具2上，懸臂梁3的右端通過懸線5與砝碼4相接，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1固定在懸臂梁3的上面并且與溫度補(bǔ)償接線柱6并聯(lián)，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R1安裝在夾具2的左側(cè)。它可方便地測量懸臂梁3的應(yīng)變，并可消除溫度變化帶來的誤差，克服了現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)變測量實(shí)驗(yàn)儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用不便等缺陷。它可用于高校的力學(xué)類物理實(shí)驗(yàn)。
文檔編號G01B7/16GK202485991SQ201220137189
公開日2012年10月10日 申請日期2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月3日
發(fā)明者李海彥 申請人:德州學(xué)院