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