中国矿业大学《土木工程测试与结构试验》课程题目 - 图文

中国矿业大学《土木工程测试与结构试验》课程题目

第一章 测试技术的理论基础

标定(率定)曲线:表示静态或动态方程的图形

灵敏度：对测试系统输入一个变化量?x，就会相应的输出另一个变化量?y，?y则称为测试系统的灵敏度

线性度：标定曲线与理想直线的接近程度 分辨率：系统可能检测到的被测量的最小变化值

回程误差：在相同的测试条件下和全量程范围A内，在输入由小增大和由大减小的行程中，对同一输入值所测到的两个输出值之间的最大差值hmax与A的比值的百分率

漂移：在输入量不变的情况下，测试系统在一定时间后，其输出量发生变化 传递特性：表示测量系统输入与输出对应关系的性能

幅频特性：A(?)是输出、输入正弦信号振幅之比随频率的变化规律 相频特性：?(?)是输出、输入正弦信号相位差之比随频率的变化规律 测试系统的组成及其性能指标

测试系统是由荷载系统，测量系统，信号处理系统，显示记录系统四部分组成 主要性能指标有精确度、稳定性、测量范围、分辨率和传递特性

测试系统的精确度：测试系统给出的指示值和被测量的真值的接近程度，（精确度和误差是同一概念的不同表示方法）

测量范围：系统在正常工作所能测到的最大量值范围

动态测试的不失真测量条件：1、系统的幅频特性A(?)在x（t）的频谱范围内为一常数 2、系统的相频特性?(?)是经过原点的直线 测试系统选择的基本原则：

灵敏度:灵敏度高，测量范围小，稳定性差

准确度: 尽量使准确度一致。前面环节的准确度高于后面环节的准确度 响应特性: 充分考虑被测量变化特点

线性范围: 保证准确度，允许在近似线形区间工作。 稳定性: 零漂和漂移，应调查环境，系统状况

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?x

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测量方式: 满足实际的工作条件 匹配性 ：灵敏度与量程匹配

第二章 传感器

传感器: 传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置。 电阻应变效应:

压电效应：有些电介质晶体材料在沿一定方向受到压力或拉力作用时发生极化，并导致介质两端表面出现符号相反的束缚电荷，其电荷密度与外力成比例，若外力取消时，它们又会回到不带电状态，这种由外力作用而激起晶体表面荷电的现象称为压电效应。

热电效应: 将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点温度不同时，在回路中就会产生热电势，形成电流。 压阻效应:

传感器标定: 通过试验建立传感器输入量和输出量之间的关系，求出传感器输出特性曲线（标定曲线）。

应力计和应变计刚度要求及理论解释

K<>k，应力计

传感器选择的基本原则:

输入输出线性好，灵敏度高 滞后、偏移误差小 动态特性好 功耗小

对测试对象影响小 抗干扰能力强

抗腐蚀性好，能长期使用

重复性好，有互换性；易维修和校准

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电阻式传感器的基本原理:电阻应变式:基于电阻应变效应

热电式:利用某些金属导体的电阻率随温度变化而变化的特性，制成各种热电阻传感器，用来测量温度，达到将温度转换成电量变化的目的 电感式：基于电磁感应原理将被测量转化为电感量 振弦式：由钢弦内应力的变化转变为钢弦振动频率的变化 电容式：将被测物理量或机械量转化为电容量的变化

第三章 电阻应变测试技术

应变片灵敏系数：单向受力状态下，敏感栅纵向中心线与应力方向平行时，应变片电阻值的相对变化与沿其纵向的应变之比值。

横向效应：应变片上横向部分的线栅与纵向部分的线栅产生的电阻变化符号相反，使应变片的总电阻变化量减少

机械滞后量：在恒定的温度下，对贴有应变片的试件进行加卸载试验，对各应力水平下应变片加卸载时所指示的应变量的最大差值作为该批应变片的机械滞后量。

蠕变：如果温度恒定，应变片承受有恒定的机械应变时，应变随时间的变化称为蠕变

零点漂移：在温度恒定，被测试件不受力的情况下，试件上应变片的指示应变随时间的变化而变化

绝缘电阻：敏感栅及引线与被测试件之间的电阻值

疲劳寿命：应变片承受特定的交变荷载至破坏（脱片、断栅等）时的使用次数。（贴有应变片的试件在恒定幅值的交变应力作用下，应变片连续工作，直至产生疲劳损坏时的循环次数）

频率响应：应变波由试件传递到应变片所需时间为动态频率响应时间

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惠斯登电桥的电阻测量原理，桥臂的加、减特性及其作用： 电桥平衡条件：

R1 ?R4

电桥的加减特性：

相邻桥臂：应变极性相同，输出电压相减，应变极性相反，输出电压相加；

相对桥臂：与以上规律相反。 作用：1）提高电桥灵敏度；

2）温度补偿；

3）复杂受力试件上测试某外力 因素引起的应变等。 布片和组桥进行应力应变测量，如温度补偿方法、各类型应变测量：

布片和接桥方法： 单桥（1/4桥）。 半桥（常用）：2个电阻应变片作为电桥邻臂，其余2个桥臂为应变仪电桥盒内无感电阻。 全桥（常用）。 温度补偿的原因：温度对应变片电阻值的影响相当大，会带来不可忽视的误差，必须设法消除。

补偿块补偿法，仅适用于测拉压应变 工作片补偿法，仅适用于测弯矩 各种应力状态下的应力应变测量

（1）拉（压）弯联合作用下的应力应变测量

半桥四片补偿块补偿法测拉压

R2R3

（1）单向应力状态下的应力应变测量

全桥四片测拉压

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