[發明專利]一種應用于靜強度試驗快速加載采集系統的大應變修正測量方法

在審

• 申請號: 201911218117.6
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110940265A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 王欣;施宇翔;張龍飛;王丹;梁勇;杜昱坤;李立洋;吉潔陽;姜文英;賈謹銘
• 申請（專利權）人: 西安航天動力測控技術研究所
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種應用于靜強度試驗快速加載采集系統的大應變修正測量方法，該方法通過理論推導，考慮應變片靈敏系數和長導線影響的修正系數后，直接按電壓與應變變化的非線性關系進行精確計算，可以更有效地消除大應變測量計算誤差。對比結果表明本發明的測試精度更高。

技術領域

本發明涉及靜強度試驗技術領域，具體為一種應用于靜強度試驗快速加載采集系統的大應變修正測量方法。

背景技術

在靜強度試驗過程中，應變參數是考核試驗件的主要參數，因此試驗件應變參數的測量技術尤為關鍵。目前行業內主要都是采用電阻應變片來進行試驗件的應變參數測量。

對于理想電阻應變片，電阻應變片的電阻變化率與長度變化率成正比，測量時將應變片粘貼在試驗件上，電阻應變片長度變化率正比于結構測試部位的應變值。電阻應變片電阻變化率與應變關系為：

一般稱k為電阻應變片靈敏系數，由制造廠家提供；R為應變片電阻，ΔR為應變片電阻變化量，ε為應變。由(1)式可知，通過測量電阻應變片電阻變化率可得到應變片應變大小，即可得到試驗件測試表面應變值。如圖1所示，為目前采用通用電橋測量方式獲取應變片電阻變化率的方法。

R₁＝R+ΔR，R₂＝R₃＝R₄＝R (2)

電壓輸出電橋的輸出電壓為：

由(3)可知，測量電路輸出電壓與應變片電阻變化率為非線性關系，因此，輸出電壓與應變也為非線性關系。為減少應變測量計算誤差，目前一般都是根據實測，對儀器進行標定，給出電壓與應變的曲線關系，這樣不僅使用不便，而且通用性差。另外，采用曲線關系對于小應變的靜態測試，其測試精度還能夠保證，但當應變很大，尤其是在破壞性工況試驗中，例如當應變大于10000時，采用曲線關系得到的應變值精度已經無法滿足要求；此外，對于高采樣率(例如大于100kHz)的動態應變測量，采用曲線關系也無法通過對比計算得到應變。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明提出一種應用于靜強度試驗快速加載采集系統的大應變修正測量方法，通過理論推導，直接按電壓與應變變化的非線性關系進行精確計算，可以更有效地消除大應變測量計算誤差。

本發明的技術方案為：

所述一種應用于靜強度試驗快速加載采集系統的大應變修正測量方法，其特征在于：根據公式

計算應變ε，其中k為應變片靈敏系數的設計值，U為測量電路供電電壓，ΔU_g(RE)為實際測量的輸出電壓讀數；C為考慮應變片靈敏系數和長導線影響的修正系數：

其中k_(RE)為經過標定得到的實際應變片靈敏系數，R為應變片電阻，R_L為導線電阻。

有益效果

本發明提出的大應變修正測量方法直接按電壓與應變變化的非線性關系進行精確計算，可以更有效地消除大應變測量計算誤差，對比結果表明本發明的測試精度更高。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：采用通用電橋測量應變片電阻變化率示意圖；