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对于下图中关于电阻应变仪测量电桥平衡的条件,正确的选项是( )。
对于下图中关于电阻应变仪测量电桥平衡的条件,正确的选项是( )。
admin
2020-04-28
55
问题
对于下图中关于电阻应变仪测量电桥平衡的条件,正确的选项是( )。
选项
A、当R
1
R
3
=R
2
R
4
时,电桥平衡
B、当R
1
R
3
=R
2
R
4
时,电桥不平衡
C、当R
1
R
2
=R
3
R
4
时,电桥平衡
D、当R
1
R
2
=R
3
R
4
时,电桥不平衡
答案
A
解析
应变仪测量电桥(也称惠斯顿电桥)的输出为:
当△U
BD
=0时,表示电桥处于平衡状态,应变输出为零,此时桥臂四个电阻应满足R
1
R
3
=R
2
R
4
,即R
1
/R
2
=R
4
/R
3
。测量电桥是电阻应变仪的核心环节,它的首要功能是将应变片的电阻变化(
=Kε,电阻信号不便直接处理)转换为便于放大和采集的电压信号;另外掌握测量电桥的原理是进行桥路组合和应变测试操作的基础,现对相关知识进行引申说明:
(1)桥路组合方式
1/4桥:R
1
为应变片,其余三个为应变仪机内精密电阻,此组桥方式因无温度补偿效果,现场试验很少采用:
半桥:R
1
、R
2
为应变片,其余两个为机内电阻,现场试验常用;
全桥:四个电阻均为应变片,主要用于电阻应变式传感器的制作,可实现较高的灵敏度。
(2)测量电桥输出特性
采用不同的桥路组合方式,应变仪的测试效果和示值大小也有差异,电桥的输出特性为:
一个全桥接法的测点,应变仪的示值为:ε
示值
=ε
1
一ε
2
+ε
3
一ε
4
,测量电桥的基本特性是:相邻桥臂符号相反,输出相减;相对桥臂符号相同,输出相加。我们利用这个特性,通过不同的桥路组合可提高灵敏度,同时我们也可利用相邻桥臂输出的抵偿特性进行温度补偿,消除(减少)气温变化对测试结果的影响。
例如:测量一根受拉钢筋应变,如果采用下图的半桥组合(应变片均纵向布置),则应变示值为:ε
示值
=ε
1
—ε
2
=0;如将R
2
调整为横向布片,则ε
示值
=ε
1
—ε
2
=ε
1
一(一με
1
)=(1+μ)ε
1
(μ为材料的泊松比),可见,此组桥方式一则提高了灵敏度,同时两个应变片因温度变化引起的附加误差又能相关抵偿。
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