测试技术模拟题含.docx
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测试技术模拟题含
8力和扭矩的丈量
8-1单项选择题
1、对于轮辐式弹性元件,以下表达中有误的是()。
(A)轮辐式弹性元件对加载方式不敏感,抗偏载性能好;
(B)轮辐式弹性元件测向稳固,是剪切受力的弹性元件;
(C)在各轮辐上下表面分别安装应变计;
(D)应变计分别安装在轮辐的侧面。
2、在工程构造上粘贴应变计时,()的做法是不适合的。
(A)贴片前用细砂纸交错打磨试件,用4H铅笔划线,用丙酮檫净表面;
(B)粘贴后用兆欧表丈量绝缘电阻;
(C)接线后采纳硅胶作应变计的保护;
(D)在环境温度下使用酚醛树脂粘接剂粘贴应变计。
3、在复杂受力状况下的单向应力丈量中,假如试件资料的泊松比为,利用电
桥的加减特征或桥臂电阻的串、并联最大能够使拉压力丈量的读数增添到实质
应变的()倍。
(A)2;(B)1.3;;(D)4
8-2填空题
1、在平面应力状态下丈量主应力,当主应力方向完整未知时,使用()
应变化。
2、丈量转轴扭矩时,应变计应安装在与轴中心线成()的方向上。
3、在转轴扭矩丈量中,()集电装置构造简单,使用方便,可是许用的
线速度较低。
8-3简答题
1、以单臂工作为例,说明在进行电阻应变丈量时,除去温度影响的原理和
条件?
把工作应变片和赔偿片接在相邻桥臂,利用电桥的加减特征除去温度的影
响。
条件是被测件与粘贴完赔偿片温度的赔偿板的资料同样;工作应变片和赔偿
片的规格型号同样;工作应变片和赔偿片处于同样温度场中。
2、转轴扭矩的丈量方法有哪几种?
试述采纳应变原理丈量转轴扭矩的原理
及方法。
扭矩丈量方法以下:
丈量转轴的应变,比如应变式扭矩丈量;
丈量转轴两横截面的相对扭转角,比如用磁电感觉式、光电感觉式传感器丈量扭矩;
丈量轴资料导磁率的变化,比如采纳压磁式传感器丈量扭矩。
应变式扭矩丈量方法以下:
沿与轴线45方向粘贴应变片,应变计的部署及组桥方式应试虑敏捷
度、温度赔偿及抵消拉、压及曲折等非丈量要素扰乱的要求,如图8-1所示。
若沿与轴线45方向轴的应变值为ε1,则扭矩为
TWn
E1Wn
1
式中E——资料的弹性模量;
μ——资料的泊松比;
Wn——资料的抗扭模量。
丈量前应做扭矩标定。
若应变仪输出应变成ε仪,则
1仪/4
对于实心圆轴
Wn
D3
0.2D3
16
图中电桥输出可经拉线式或电刷式集电装置连结到电阻应变仪。
图8-1
1简述常温固化的箔式应变计安装步骤,说出使用的工具和资料。
(1)检查和分选应变计。
用放大镜做应变计的外观检查,用欧姆表和电桥丈量和分选应变计。
(2)试件的表面办理。
用砂纸打磨试件表面,用铅笔划线,用无水酒精或丙酮等试剂洁净表面。
(3)贴片。
用502胶或环氧树脂型粘结剂,用小镊子拨正,上复玻璃纸等不被粘结的薄膜后,挤压出剩余的胶水随和泡。
基本固化后,去掉薄膜。
(4)检查。
用放大镜做粘贴质量的外观检查,用兆欧表检查敏感栅与试件的
绝缘电阻。
(5)接线。
用绝缘套管保护引线,经过接线端子连结导线。
焊接器械有电烙铁、焊锡、松香等。
(6)检查。
用欧姆表检查电桥各桥臂的阻值。
(7)防备。
用硅橡胶等防备剂防备,用胶带和布带包扎,并在导线上做标志。
8-4应用题
1、一等强度梁上、下表面贴有若干参数同样的应变片,如题图8.1所示。
梁资料的泊松比为μ,在力P的作用下,梁的轴向应变成ε,用静态应变仪测
量时,怎样组桥方能实现以下读数?
a)ε;b)(1+μ)ε;c)4ε;d)2(1+μ)ε;e)0;f)2ε
题图
解:
此题有多种组桥方式,比如图8-3所示。
题图
2、如图8.4所示,在一受拉弯综合作用的构件上贴有四个电阻应变片。
试分
析各应变片感觉的应变,将其值填写在应变表中。
并剖析怎样组桥才能进行下述测试:
(1)只测弯矩,除去拉应力的影响;
(2)只测拉力,除去弯矩的影响。
电桥输出各为多少?
题图
解
(1)组桥如图。
题图
设构件上表面因弯矩产生的应变成ε,资料的泊松比为μ,供桥电压为u0,应变片的敏捷度系数为K。
各应变片感觉的弯应变如表。
表
R1
R2
R3
R4
-με
ε
-ε
με
可得输出电压
uy
1u0K[
()
(
]
1u0K[2
(1)]
4
4
其输出应变值为
2(1
)
(2)组桥如图。
设构件上表面因拉力产生的应变成ε,其他变量同
(1)的设定。
各应变片感觉的应变如表。
表
R1
R2
R3
R4
-μεεε-με
可得输出电压
uy
1
u0K[()(]
1
u0K[2
(1)]
4
4
输出应变值为
2(1
)
3、用YD-15型动向应变仪丈量钢柱的动应力,丈量系统如题图10.6所示,
若R1=R2=120Ω,圆柱轴向应变成220με,μ,应变仪外接负载为Rfz=16
Ω,试选择应变仪衰减档,并计算其输出电流大小。
(YD-15型动向应变仪的参数拜见表8.3-1和。
)
表8.3-1YD-15应变仪衰减档位
衰减档地点
1
3
10
30
100
衰减档总电阻(Ω)
600
600
600
600
600
衰减档用电阻(Ω)
600
200
60
20
6
信号衰减比(%)
100
33
10
1
量程(με)
±100
±300
±1000
±3000
±10000
表8.3-2YD-15应变仪输出及敏捷度
般配电阻(Ω)
12,2
16
20
50
1000
输出敏捷度(mA/με)
10(mV/με)
满量程输出(mA)
±25
±
±
±1
±1(V)
解
电桥输出应变
仪(1
)
(1
0.3)220
286με
由题表
选衰减档3。
由题表
可知16Ω负载时的敏捷度为με,于是,输出电流的
幅值
I=仪
286
8.87(mA)
4、用三轴45°应变花测得受力构件一点的应变值为:
ε0=–267με,ε45=–570με,ε90=79με,已知资料的弹性模量E=×105Mpa,μ=,试计算主应力大小和
方向。
解:
1
2
2
2
1,2
2
0
90
2
0
45
45
90
1
267
79
2
267
570
2
570
2
412
2
2
79
600
1
E
2
(1
2)
102
5
(412
600)
106
1
1
2
E
2
(2
1)
102
5
(
600
412)
106
1
1
它们与零度应变计的夹角分别为:
1
245
0
90
1
2
570
267
79
arctan
2
arctan
267
79
2
0
90
1arctan
952
0
350
2
346
5、用三角形应变花测得受力构件某点的应变值为:
ε0=400με,ε60=–250με,ε120=–300με,已知资料的弹性模量E=×105Mpa,μ=0.3,试计算主应力
大小和方向。
1
2
2
2
2
1,2
0
60
120
0
60
60
120
120
0
3
3
1
400
250
300
2
400
2502
250
3002
300
4002
3
3
400
500
1
2
E
2
1
E
2
1
(
(
1
2)
102
5
(400
500)
106
1
2
1)
1.96105
(500
400)
106
1
2
它们与零度应变计的夹角分别为:
1arctan
2
3(
60
120)
1arctan
2
3(250300)
1arctan
0
2
0
60
120
2
400
250
300
2
1350
0
6、应变电桥如图
8-7所示,此中R1,R2为应变计(R=120Ω,K=2);若分别
并联Ra=200kΩ,Rb=60kΩ,Rc=20kΩ,各相当于多少应变值输出?
a
RRa
R
R2
R
Ra
R
Ra
R
R
R
120
2
1
1
300106
300
kR
k(RRa)2(120Ra)
Ra/60
2200,000/60
b
1
998
106
998
2
60,000/60
c
1
2980
106
2980
2
20,000/60
图8-7
7、在一特征常数A=5με/N的等强度梁上,安装应变计如图8-8,若悬臂端加载P=20N,泊松比μ,依据图8-9中贴片和组桥方式,填写静态应变丈量时的仪器读数(με)。
R9,R10为温度赔偿片。
图8-8
150-150-400125200
图8-9
8、用应变计丈量一个小轴的扭矩,丈量系统框图如图8-10,试在图8-11中表示怎样布片和组桥,要求电桥的敏捷度最高并除去附带曲折和拉、压载荷的影响。
已知小轴直径D=25mm,弹性模量E=2×105MPa,泊松比μ;应变
仪敏捷度K=10mV/με,满量程输出为±1V,衰减档地点如表8-1所示;由A/D
和PC组成虚构仪器,设定其满量程输出为±1000με。
(抗弯截面模量为3,抗扭截面模量为3。
应变仪的特征参数如表8-1,8-2。
)
当小轴加载扭矩为T=50Nm时,请选择应变放大器增益档,假如把显示值标定为输入扭矩,标定系数应为多少?
图8-10
图8-11
解:
布片和组桥方式拜见图8-1。
轴的扭转公式为:
T0.2D3E45
1
于是,能够求得
45
T(1
)=
50(10.25)
106
106
100106
100
0.2D3E
0.2(25103)3
2105
ε=4ε45=4×100=400με
I=Kε=10×400=4000mV
衰减档地点10,输出电压为
U0=4000/10=400mV
显示应变ε0=U0×1000με/1000mV=400με
9、用应变计丈量一模拟小轴的扭矩,丈量系统框图如图8-12,电桥电源电
压为15V,应变计敏捷度系数为。
试在图8-11中表示怎样布片和组桥,要求
电桥的敏捷度最高并除去附带曲折和拉、压载荷的影响。
已知小轴直径D=30mm,弹性模量E=2×105MPa,泊松比μ;应变放大器有1,10,100,1000等4
个增益档,其电压放大倍数分别为1,10,100,1000,满量程输出为±5V;由
A/D和PC组成虚构仪器,A/D输入范围为±5V,虚构仪器对应的显示值是±
5000mV。
当小轴加载扭矩为T=50Nm时,请选择应变放大器增益档,假如把显示值
标定为输入扭矩,标定系数应为多少?
图8-12
T
0.2D3
E
45
1
45
T(1
)
(30
50(1
0.28)
105
106
106
0.2D3E
103)3
2
UBD
U0K
45
15
103
2
106
mV
选增益1000,输出电压为
Uo1.77810001778mV
标定系数
K=50/1778=0.02812N-m/mV
10、设计一圆筒形拉(压)力传感器,怎样布片组桥才能除去加载偏爱的影
响,并由最大可能的敏捷度?
最大负荷P=9.8kN时,电桥输出的应变值为1150με,若资料的弹性模量E=1.96×105MPa,泊松比μ,且设定此传感器弹性元件的
内径为20mm,试确立传感器弹性元件的外径。
解:
布片和组桥方式见图8-13所示。
试件的实质应变值
ε=ε′/[2(1+μ)]=1150/[2(1+0.25)]=460με
图8-13
负荷等式为:
0.785(D2–d2)Eε=9800
0.785(D
2–202
)
×-6××5×
6××
-6
=9800
10
1.9610
10
46010
于是,有
11、减速器速比为,输入轴直径d=50mm,输出轴直径D=80mm,利用
应变计按扭矩丈量方法测得输入轴应变读数ε
d=700με,输出轴应变读数
εD=540με,两轴资料同样,布片接桥同样,求减速器的机械效率。
解:
由于
T
3E45
1
因此,机械效率
η=(ω22
ω11
εD
3
)/(i
εd3
×3
××3
T)/(
T)=(
D
d)=(540
12、见图8-14所示,力P作用在一个悬臂梁上(该梁的各样参数均为已知),
试问怎样布片、接桥和计算才能测得
P?
图8-14
解:
把P分解成Px和Py,并在梁上布片,如图8-15(a)所示。
丈量Py的组桥方式如图8-15(b)所示,丈量Px的组桥方式如图8-15(c)所示。
P力的大小:
P=(Px2+Py2)1/2
图8-15
P
与
x之间的夹角:
θ=arctan(Py
x
P
/P)
13矩形横截面的发动机连杆蒙受拉力
N(表示图如图
8.16所示)。
为了测
量拉力,怎样布片组桥才能除去加载偏爱和温度变化的影响,并有最大可能的敏捷度?
已知最大负荷Nmax=10kN,电桥的供桥电压U0=12V,资料的弹性模量E=2×105MPa,泊松比μ,连杆的横截面积A=100mm2,应变计的敏捷度系数K=2,该电桥的最大输出电压是多少?
图
解:
布片组桥如图8.17所示。
图
应变
N
2
10000
106
500106
EA
1011
100
电桥输出电压
U0
K2(1
)
12
2(10.25)50010
6
U输出
2
4
103
4
V
7.5mV
放大器的增益:
×10-3)=667
或
GdB=20lg667=56.5dB
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