应变片热输出的测试方法、高温应变测量结果的修正方法和应力测试设备技术

本发明专利技术提供一种应变片热输出的测试方法、高温应变测量结果的修正方法和应力测试设备，应变片热输出的测试方法包括：选取x1个尺寸相同的待测样品，在每个待测样品上设置k个应变片；将每个待测样品均与对应的测温元件连接后放入高低温试验箱内；设定x2个测试温度点，初始温度为T0,测试温度间隔为T3，当待测样品的温度稳定在初始温度T0时，将应变片的应变值归零，采集各测试温度点下应变片的应变值；热输出数据分析系统计算每个测试温度点下各待测样品的平均热输出，并对平均热输出和温差之间的关系进行曲线拟合，得到应变片的热输出拟合曲线。该测试方法由于采用温差与热输出之间的关系进行拟合，其拟合结果更准确。其拟合结果更准确。其拟合结果更准确。

【技术实现步骤摘要】
应变片热输出的测试方法、高温应变测量结果的修正方法和应力测试设备


[0001]本专利技术涉及高温应变测试领域，具体地说，是涉及一种应变片热输出的测试方法、高温应变测量结果的修正方法和应力测试设备。

技术介绍

[0002]应变片受温度变化影响，在不受力时仅有温度变化时输出的应变称为应变片的热输出。热输出是电阻式应变片最重要的工作特性参数之一，是应变片测试数据修正的基础，热输出数据的准确度直接影响了高温应变片测试的精度。在测试空调管路应变的过程中，空调管路的温度变化区间大约是几十度，应变片的热输出会对实验结果造成很大的影响。
[0003]现有去除热输出的方法多是使用温度补偿，但温度补偿需要额外增加应变片，增加了测试成本，而且补偿应变片的位置不易确定，不值得推广使用。
[0004]另外，现还有一种应变片的修正方法是通过测试不同温度下的热输出，拟合温度与热输出的关系式，由于初始温度时的热输出不为0，对热输出的修正会产生一定的误差，修正时还需处理初始温度下的热输出，修正方法较复杂，并且，此种修正方法是默认在某一温度下，应变片均有热输出，但是，由于产生热输出的主要原因是由应变片敏感栅材料的电阻温度效应、敏感栅材料与被测试件材料之间线膨胀系数的差异而引起，若敏感栅材料的电阻温度系数为α和灵敏度系数为K，试件和敏感栅的线膨胀系数分别为βm和βs，则应变片热输出ε的公式为：ε=（α/K+（βm
‑
βs））*
∆
T，其中α、K、βm、βs均为材料属性参数，由公式可以看出，热输出的大小与应变片本身的属性和温度变化有关，而与温度无关，因此，此种修正方法的误差大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的是提供一种应变片热输出的测试方法，该测试方法由于采用温差与热输出之间的关系进行拟合，其拟合结果更准确。
[0006]本专利技术的第二目的是提供一种高温应变测量结果的修正方法，该修正方法简单，并且能够在应力应变测试过程中，消除应变片热输出对测试结果的影响，同时解决补偿应变片位置难选择的问题。
[0007]本专利技术的第三目的是提供一种实现上述修正方法的应力测试设备。
[0008]为实现上述第一目的，本专利技术提供一种应变片热输出的测试方法，包括：选取x1个尺寸相同的待测样品，在每个待测样品上设置k个应变片；将每个待测样品均与对应的测温元件连接后放入高低温试验箱内；设定x2个测试温度点，初始温度为T0,测试温度间隔为T3，当待测样品的温度稳定在初始温度T0时，将应变片的应变值归零，采集各测试温度点下应变片的应变值；将各应变值导入热输出数据分析系统，热输出数据分析系统计算每个测试温度点下各待测样品的平均热输出，并对平均热输出和温差之间的关系进行曲线拟合，得到应变片的热输出拟合曲线，温差为测试温度点与初始温度T0的差值。
[0009]由上述方案可见，根据高温应变片的理论热输出公式，应变片的热输出是与温度变化有关，用温差拟合的结果会更准确。在实际应用中，应变测试设备在测试前需归零校准，初始温度下的应变值为0，用温差拟合的方法，初始温度时应变片热输出为0，测试时直接用温差和热输出之间关系进行拟合，其拟合结果更准确，采用该拟合曲线来修正应变片热输出，修正方法更简单。另外，本专利技术应变片热输出的测试方法，明确了实验器材的选取，对测温元件的布点位置、铜管等待测样品和应变片的放置方法给出了指导，有利于提高应变片热输出的测量准确性。
[0010]一个优选的方案是，x1≥5；和/或k≥2；和/或x2≥5。
[0011]由此可见，待测样品的数量越多，应变片的数量越多，测试的误差越小。并且，测试温度点的数量越多，拟合的曲线越准确。
[0012]一个优选的方案是，待测样品的长度在30毫米至80毫米范围内。
[0013]一个优选的方案是，在待测样品上，距离该待测样品上的应变片1厘米范围内的位置上连接相应的测温元件。
[0014]由此可见，测温元件靠近应变片设置，这样，可使测温元件检测到的温度值接近应变片的实际温度，减小温度偏差，提高热输出拟合的准确性。
[0015]为实现上述第二目的，本专利技术提供一种高温应变测量结果的修正方法，包括：获取x1个待测样品上各应变片的原始应变值，每个待测样品上应变片的数量为k个；获取x2个测试温度点下各应变片的应变值，当待测样品的温度稳定在测试温度点T0时，应变片的应变值为零；计算每个测试温度点下各待测样品的平均热输出ε
T
，并对平均热输出ε
T
和温差之间的关系进行曲线拟合，得到应变片的热输出拟合曲线，温差为测试温度点与初始温度T0的差值；根据待测产品原始的应变测试值ε，按照公式ε
R
=ε
ꢀ‑
ε
T
计算待测产品修正后的应变测试值ε
R
。
[0016]由此可见，该修正方法简单，并且能够在应力应变测试过程中，消除应变片热输出对测试结果的影响，同时仅设置一个应变片即可，无需额外设置补偿应变片，解决补偿应变片位置难选择的问题。
[0017]一个优选的方案是，热输出拟合曲线为二阶多项式曲线。
[0018]一个优选的方案是，x1≥5；和/或k≥2；和/或x2≥5。
[0019]一个优选的方案是，待测样品的长度在30毫米至80毫米范围内。
[0020]一个优选的方案是，测温元件连接在对应待测样品上距离应变片1厘米范围内。
[0021]由此可见，测温元件靠近应变片设置，这样，可使测温元件检测到的温度值接近应变片的实际温度，减小温度偏差，提高热输出拟合的准确性。
[0022]为实现上述第三目的，本专利技术提供一种应力测试设备，包括设备主体和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序时实现上述的高温应变测量结果的修正方法。
附图说明
[0023]图1是本专利技术应力测试设备实施例中设备主体的结构示意图。
[0024]图2是本专利技术应变片热输出的测试方法实施例中原始计算结果和曲线拟合结果的对比图。
[0025]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。
具体实施方式
[0026]应变片热输出的测试方法包括：首先，选取x1根管径、长度以及壁厚均相同的铜管，空调管路中的铜管为待测样品，在每个铜管上设置k个应变片，其中优选地，k≥2，共计k*x1个应变片。其中优选地，x1≥5，铜管和应变片的数量越多，测试的误差越小，优选地，铜管的长度在30毫米至80毫米范围内。
[0027]接着，将每个铜管均与对应的作为测温元件的热电偶连接后放入高低温试验箱内。热电偶的粘贴位置的选择需确保能够准确检测到铜管上温度变化情况，另外，实验时将贴有应变片的铜管放置在高低温试验箱中时，要使其完全无约束，保证测试结果完全为应变片在空调管路上的热输出。同时，为降低热电偶的导线的温度变化对测试结果的影响，实验时应将导线放入高低温试验箱内的长度尽可能的短。
[0028]接着，设定x2个测试温度点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应变片热输出的测试方法，其特征在于，包括：选取x1个尺寸相同的待测样品，在每个待测样品上设置k个应变片；将每个所述待测样品均与对应的测温元件连接后放入高低温试验箱内；设定x2个测试温度点，多个所述测试温度点中的初始温度为T0,测试温度间隔为T3，当所述待测样品的温度稳定在初始温度T0时，将所述应变片的应变值归零，采集各所述测试温度点下应变片的应变值；将各应变值导入热输出数据分析系统，所述热输出数据分析系统计算每个测试温度点下各待测样品的平均热输出，并对平均热输出和温差之间的关系进行曲线拟合，得到应变片的热输出拟合曲线；其中，所述温差为所述测试温度点与所述初始温度T0的差值。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于：x1≥5；和/或k≥2；和/或x2≥5。3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于：所述待测样品的长度在30毫米至80毫米范围内。4.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于：在所述待测样品上，距离该待测样品上的应变片1厘米范围内的位置上连接相应的所述测温元件。5.高温应变测量结果的修正方法，其特征在于，包括：获取x1个待测样品上各应变片的原始应变值，每个所述待测样品上应变片的数量为k个；获取x2个测试温度点下各应变片的应变...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯凯泽，彭永坚，范建波，岳秋利，李龙博，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：