应变测量术语 | 秒懂应变「黑话」,这一篇就够了

做应变测量时,是不是最怕客户突然问:

“你们这ε是应变还是温度?”

“K系数为啥每个批次都不一样?”

“泊松比0.33到底怎么来的?”

别慌!今天这篇「人话版术语表」直接把手册拆成便利贴,把基础概念一次性理清楚。无论是新手还是老手,这份术语清单值得你收藏备用。

应变测量术语 | 秒懂应变「黑话」,这一篇就够了的图1

应变测量相关术语列表

εs表观应变

当单个应变片接入惠斯通电桥四分之一桥电路时,温度变化会导致输出信号变化。这种信号称为表观应变或热输出,与测试对象的机械载荷无关。

B 桥路系数

桥路系数指惠斯通电桥电路中有效工作应变片的数量。对于受拉和受压的杆件,还需考虑泊松比的影响。该系数取值范围为1至4。

K 灵敏系数-K系数

应变片的应变灵敏度K,是电阻相对变化量ΔR/R0与被测应变ε之间的比例系数:ΔR/R0 =k⋅ε。应变灵敏度为无量纲数,即灵敏系数——K系数。每批应变片都会通过实测确定灵敏系数,并在应变片包装上标注带公差范围的标称值。不同批次的应变片灵敏系数差异仅在千分之几以内。

V 最大允许有效桥路激励电压

应变片是将电能转化为热能的电阻元件。为避免应变片因过热受损,选择的供电电压不得过高。应变片产品目录中,标注的激励电压均针对整个惠斯通电桥。若针对单个应变片,施加的电压需减半。

需注意,标注的最大电压值仅适用于导热性能优异的材料(如足够厚度的钢材)。若测试对象为塑料或其他导热性能较差的材料,需降低激励电压,或采用间歇通电模式(脉冲工作模式)。

σ 残余应力

材料内部作用力会导致残余或固有应力,常见产生原因包括:钢件淬火热处理时体积不均匀变化、铸件或注塑金属/塑料件冷却不均、焊接件或锻件机械加工、大型构件自重影响等。残余应力对材料的影响与载荷应力相似。

ε 应变

应变是一个无量纲值,表示材料长度相对于原始长度的相对变化。

σ 应力

机械应力由作用力F与受力材料截面积A的比值表示,即σ=F/A

ν 泊松比

泊松比定义为横向应变εt与纵向应变εl的比值。例如铝合金的泊松比ν=0.33。

K系数的温度系数

标注的灵敏系数适用于室温环境。该系数随温度变化而改变,但具有高度线性相关性。

  • 康铜应变栅(V, G, Y 系列)应变片,K系数与温度成正比;
  • 铬镍应变栅(C 系列)应变片,K系数与温度成反比。

每包应变片均标注有K系数的温度系数及其公差范围。

横向灵敏度

横向灵敏度指应变片在垂直于测量栅方向的灵敏度,与沿测量栅方向(即主测量方向)的灵敏度的比值。该参数标注于应变片包装上。

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