王 军，李建超

（1.中石化胜利油田海洋采油厂，山东东营 257000；2.中石化胜利油田定向井公司，山东东营 257000）

1 应变测试原理

应变电测法的原理是基于电阻丝的电阻随其机械变形而发生改变的电阻应变效应。测量时，将电阻应变片粘贴在零件被测点的表面。当被测试件在载荷作用下产生应变时，电阻应变计发生相应的电阻变化，用应变仪测出这个变化，就可以计算被测点的应变和应力[1]。

若长度为L，横截面积为A的电阻丝，则应变片的电阻为

其中，ρ为电阻丝材料的电阻率。

当电阻丝随构件一起变形时，电阻丝的长度、截面积都会相应的发生改变，其电阻值也会随之改变。变化量ΔR与其长度、截面积的关系如下：

展开并整理（2）式，消去高阶微量μ2ε2和Δρ可得

其中，Ks为电阻丝的灵敏系数；

ε为电阻丝的应变。

为了提高应变测量的精度，应变片的电阻丝一般都比较长，比较细，且使用的材料的电阻率高。应变片的电阻变化量和电阻也可以满足式（3）的关系，即

其中，K为电阻丝的灵敏系数

图1 应变测量电路示意图

一般的机械应变都很小，要测量微小机械应变引起的电阻变化，就要用到专门的测量电路，即桥式测量电路[2]。桥式电路的电路示意图如图5.3所示。图中R1为测量应变的电阻应变片，R2为补偿电阻，R3为桥臂电阻，R4为可调桥臂电阻。当检流计指数为零时，电桥平衡，此时：

补偿电阻R2与测量电阻R1阻值相同，但不承受载荷，对R1所受的温度影响具有补偿作用。同时，R4的初始值与R3相同。

假设R1=R2=R，R3=R4=r，当R1阻值变动ΔR时，调节可调电阻R4可使电桥重新达到平衡，其阻值变化为Δr。……