利用应变片测量金属弹性模量MEASUREMENT OF METAL ELASTICITY MODULUS BY STRAIN GAGE
高志华,魏江兵,张涔,贾艳
摘要(Abstract):
本文给出了金属弯梁的应变与其负载质量的关系及利用应变片和惠斯通单臂电桥中的电流测量金属弹性模量的公式;对利用应变片直接测量应变的方法和利用光杠杆测量驰垂度的方法测量铜棒弹性模量的实验结果进行了比较;讨论了利用应变片直接测量梁的应变的方式测量金属弹性模量的影响因素。本文研究表明:理论上利用应变片和单臂电桥电流可以测量梁的弹性模量;利用应变片和单臂电桥测量物体弹性模量与光杠杆方法的测量结果相差1%,此法测量的准确性好;单臂电桥的灵敏度低且缺少温度补偿功能可使测量结果波动,导致6组测量结果与平均值的最大差异为2.6%,通过对多组测量求平均值,可在很大程度上降低上述因素引起的测量误差。
关键词(KeyWords): 弹性模量;应变片;惠斯通电桥;光杠杆;梁弯曲法
基金项目(Foundation): 东北师范大学教师发展项目15B2XZJ001
作者(Author): 高志华,魏江兵,张涔,贾艳
参考文献(References):
- [1]中国金属学会,中国有色金属学会,金属材料物理性能手册(第一册)金属物理性能及测试方法[S].北京:冶金工业出版社,1987.
- [2]沈元华,陆申龙.基础物理实验[M].北京:高等教育出版社,2003:96-99.
- [3]顾纯学,王士英.用电涡流传感器测金属丝杨氏模量[J].大学物理,1999(04):25-28.Gu Chunxue,Wang Shiying.Measurement of Young's modulus of metal wire by eddy current sensor[J].College Physics,1999,(04):25-28.(in Chinese)
- [4]梁志强,庄明伟,韩立铭,等.基于巨磁电阻效应的杨氏模量测量装置[J].大学物理,2014(02):45-48.Liang Zhiqiang,Zhuang Mingwei,Han Liming,et al.A device of measuring Young's modulus based on giant magnetoresistance effect[J].College Physics,2014,(02):45-48.(in Chinese)
- [5]方运良,崔娟,朱伟玲.双缝干涉法测量金属的杨氏模量[J].物理实验.2014(01):37-39.Fang Yunliang,Cui Juan,Zhu Weiling.Measurement of Young's modulus of metal with two-slit interference method[J].Physics Experimentation,2014,(01):37-39.(in Chinese)
- [6]梁霄,田源,铁位金,等.横梁弯曲衍射法测杨氏模量实验仪的研制[J].物理实验,2011(08):31-33.Liang Xiao,Tian Yuan,Tie Weijin,et al.Developing a device for Young's modulus measurement with bent beam and light diffraction[J].Physics Experimentation,2011,(08):31-33.(in Chinese)
- [7]尹福炎.电阻应变片与应变传递原理研究[J].科技应用,2010(2):1-8.Yin Fuyan,Study on the principle of resistance strain gauge and strain transfer[J].Applied Science and Technology,2010(2):1-8.(in Chinese)
- [8]杨述武,普通物理实验(一、力学及热学部分)[M].北京:高等教育出版社,2005:92-96.
- [9]吴祥晨,吴炀杰,王柳烟.电阻应变片测量电路的灵敏度研究与误差分析[J].电子制作,2014(03):51.Wu Xiangchen,Wu Yangjie,Wang Liuyan.Study on the sensitivity and error of resistance strain gauges circuit[J].Practical Electronics.2014,(03):51.(in Chinese)