应变的测量是工程和科学领域中不可或缺的一部分,而应变计则是较常用的测量工具之一。这种传感器能够精确地捕捉物体的应变变化,其工作原理是电阻与应变之间的正比关系。在众多类型的应变计中,粘贴式金属应变计因其可靠性和易用性而备受青睐。粘贴式金属应变计的中心部分是由细金属丝或金属箔构成的格网。这种特殊的结构使得金属丝或箔在平行于应变方向时能够承受更大的应变。格网通过基底与测试样本紧密相连,从而确保样本所受的应变能够有效地传递到应变计上,进而引起电阻的相应变化。评价应变计性能的一个关键参数是应变灵敏度,我们通常用应变计因子(GF)来衡量。这个参数反映了电阻变化与长度变化或应变之间的比率,GF值越大,意味着应变计对于应变的反应越敏锐。除了传统的接触式测量方法,现代技术还提供了光学非接触应变测量的可能性。这种方法巧妙地运用了光学原理,无需直接接触测试样本即可测量其应变。由于避免了与样本的直接接触,这种方法可以很大程度减少对样本的干扰。通过使用如光栅、激光干涉仪等先进设备,光学非接触应变测量技术能够实现高精度、高效率的测量。 在土木工程领域,光学非接触应变测量技术可用于监测建筑物、桥梁等结构的应变情况。湖南三维全场非接触式系统哪里可以买到
金属应变计是一种用于测量物体应变的装置,其实际应变计因子可以从传感器制造商或相关文档中获取,通常约为2。由于应变测量通常很小,只有几个毫应变(10⁻³),因此需要精确测量电阻的微小变化。例如,当测试样本的实际应变为500毫应变时,应变计因子为2的应变计可以检测到电阻变化为2(50010⁻⁶)=。对于120Ω的应变计,变化值只为Ω。为了测量如此小的电阻变化,应变计采用基于惠斯通电桥的配置概念。惠斯通电桥由四个相互连接的电阻臂和激励电压VEX组成。当应变计与被测物体一起安装在电桥的一个臂上时,应变计的电阻值会随着应变的变化而发生微小的变化。这个微小的变化会导致电桥的电压输出发生变化,从而可以通过测量输出电压的变化来计算应变的大小。除了传统的应变测量方法外,光学非接触应变测量技术也越来越受到关注。这种技术利用光学原理来测量材料的应变,具有非接触、高精度和高灵敏度等优点。它通常使用光纤光栅传感器或激光干涉仪等设备来测量材料表面的位移或形变,从而间接计算出应变的大小。这种新兴的测量技术为应变测量带来了新的可能性,并在许多领域中得到了普遍应用。 四川VIC-3D非接触应变与运动测量系统光学应变测量技术全场测量,提供全部准确应变数据。
使用多波长或多角度测量技术:利用多波长或多角度的光学测量技术,可以获取更多关于材料表面和结构的信息,从而更准确地测量应变。这种技术可以揭示材料内部的应变分布和层间应变差异。结合其他测量技术:将光学非接触应变测量技术与其他测量技术(如机械传感器、电子显微镜等)相结合,可以相互补充,提高测量的准确性和可靠性。例如,可以使用机械传感器来校准光学测量系统,或使用电子显微镜来观察材料微观结构的变化。进行环境控制:在测量过程中控制环境因素,如保持恒定的温度、湿度和光照条件,以减少其对测量结果的影响。此外,可以使用温度补偿算法来纠正温度引起的测量误差。
典型系统介绍——PMLABDIC-3D非接触式三维应变光学测量系统:该系统由中国科学技术大学与东南大学共同开发,采用非接触式光学测量方法,可准确测量物体的空间三维坐标以及位移和应变等数据。该系统利用数字图像处理基本原理,通过数字镜头采集图像,拍摄试件变形前后表面形貌特征,识别被测物体表面结构,然后通过三维重建以及数字图像相关性运算得出图像各像素的对应坐标。上海VIC-Gauge3D视频引伸计测量装置:该装置也是一种光学非接触应变测量设备,广泛应用于高温环境下的应变测量。通过比对已知应变的标准样品,实现对设备的准确校准,具有非接触、实时监测等优点。 振弦式应变测量传感器具有较强的抗干扰能力。
安装应变计需要花费大量时间和资源,而不同电桥配置之间差别也很大。粘贴式应变计数量、电线数量以及安装位置都会影响到安装所需的工作量。一些电桥配置甚至要求应变计安装在结构的反面,这种要求难度很大,甚至无法实现。1/4桥类型I单需安装一个应变计和2根或3根电线,因而是比较简单的配置类型。应变测量十分复杂,多种因素会影响测量效果。因此,要得到可靠的测量结果,就需要恰当地选择和使用电桥、信号调理、连线以及DAQ组件。例如,没有应变时,应变计应用引起的电阻容差和应变会生成一定量的初始偏置电压。同样,长导线会增加电桥臂的电阻,从而增加了偏置误差并且使电桥输出敏感性降低。 光学应变技术不受环境、电磁干扰影响,提供可靠、稳定的应变测量结果。安徽光学非接触式测量系统
在航空航天领域,光学非接触测量可以用于测量飞机结构在飞行过程中的应变情况,确保飞机的安全性和可靠性。湖南三维全场非接触式系统哪里可以买到
刻写在光纤上的光栅传感器自身抗剪能力很差,在应变测量的应用中,需要根据实际需要开发出相应的封装来适应不同的基体结构,通常采用直接埋入式、封装后表贴式、直接表贴等方式。埋入式一般是将光纤光栅用金属或其他材料封装成传感器后,将其预埋进混凝土等结构中进行应变测量,如桥梁、楼宇、大坝等。但在已有的结构上进行监测只能进行表贴,如现役飞机的载荷谱监测等。无论是哪种封装形式,由于材料的弹性模量以及粘帖工艺的不同,在应变传递过程必将造成应变传递损耗,光纤光栅所测得的的应变与基体实际应变不一致。湖南三维全场非接触式系统哪里可以买到