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应变量测系统的原理基于应变效应和相关的物理规律。
常见的应变测量方法主要基于电阻应变片和光纤光栅传感器,其原理分别如下:
电阻应变片原理:
电阻应变片通常由敏感栅(通常是金属丝或金属箔)制成。当物体发生应变时,粘贴在物体表面的应变片也随之产生相同的应变。由于应变会导致敏感栅的长度和截面积发生变化,根据电阻定律(,其中 是电阻, 是材料电阻率, 是长度, 是截面积),电阻值会相应改变。通过测量电阻的变化,并利用应变片的灵敏系数(由应变片材料和结构决定),就可以计算出所测物体的应变值。
光纤光栅传感器原理:
光纤光栅是一段在纤芯内形成的折射率周期性变化的光纤。当外界应变作用于光纤光栅时,会导致光栅周期和有效折射率发生变化,从而引起反射光波长的漂移。通过检测反射光波长的变化量,结合光纤光栅的应变敏感系数,就能得出物体的应变大小。
无论是电阻应变片还是光纤光栅传感器,测量到的电信号或光信号通常会被传输到数据采集设备,经过放大、滤波等处理后,再由相关的软件进行分析和计算,最终得到准确的应变数值和相关信息。
例如,在对一根钢梁进行加载实验时,将电阻应变片粘贴在钢梁表面的关键位置,当钢梁承受载荷产生应变时,应变片的电阻发生变化,通过后续的测量和计算,就能得到钢梁在该位置的应变情况,从而评估钢梁的力学性能。
总之,应变量测系统的原理是利用特定的传感器将物体的应变转化为可测量的物理量,并通过一系列的处理和计算得出应变的具体信息。
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