典型的金屬箔應(yīng)變計的應(yīng)變通常是由外力或內(nèi)力引起的。力、壓力、力矩、熱量和材料結(jié)構(gòu)的變化都可能引起應(yīng)變。當(dāng)特定條件滿足時,可通過實測應(yīng)變計算影響因素的定量程度或物理值。該方法廣泛應(yīng)用于應(yīng)力試驗分析中。應(yīng)力實驗分析是利用在試件或結(jié)構(gòu)件表面測得的應(yīng)變值來表達(dá)材料的內(nèi)應(yīng)力,預(yù)測材料的安全性和耐久性。更專業(yè)的變送器可用于測量力或其他衍生物理量,如運動、壓力、加速度、位移和振動。這種類型的變送器通常由一個與應(yīng)變計相連的壓敏膜片組成。應(yīng)變計在加載狀態(tài)下的輸出應(yīng)變是敏感柵區(qū)域的平均應(yīng)變。鄭州高可靠性應(yīng)變計輸出方式
應(yīng)變計敏感柵材料和基底材料的選擇:60℃以內(nèi)、長時間、較應(yīng)變量在1000μm/m以下的應(yīng)變測量,一般選用以康銅合金或卡瑪合金箔為敏感柵、改性酚醛或聚酰亞胺為基底的應(yīng)變計(BE、ZF、BA及日用衡器類應(yīng)變計系列);150℃以內(nèi)的應(yīng)變測量,一般選用以康銅、卡瑪合金箔為敏感柵、聚酰亞胺為基底的應(yīng)變計(BA系列);60℃以內(nèi)高精度傳感器常用以康銅合金或卡瑪合金箔為敏感柵、改性酚醛為基底的應(yīng)變計(BF、ZF系列)。應(yīng)變計敏感柵結(jié)構(gòu)型式的選擇:測量未知主應(yīng)力方向試件的應(yīng)變或測量剪應(yīng)變時選用多軸應(yīng)變計,前者可用三軸互相夾角為45°,或60°,或120°等的應(yīng)變計,后者用夾角為90°的二軸應(yīng)變計;測量已知主應(yīng)力方向試件的應(yīng)變時,可選用單軸應(yīng)變計;用于壓力傳感器的應(yīng)變計可選用圓形敏感柵的多軸應(yīng)變計;測量應(yīng)力分布時,可選用排列成串或成行的5~10個敏感柵的多軸應(yīng)變計。沈陽混凝土應(yīng)變計廠家應(yīng)變計將力、壓力、張力、重量等物理量轉(zhuǎn)化為電阻的變化,從而測量這些物理量。
特殊的應(yīng)變計:1.疲勞壽命計,疲勞壽命計的敏感柵是由經(jīng)過退火處理的康銅箔制成,夾在兩層浸過環(huán)氧樹脂的玻璃纖維布中間形成。當(dāng)應(yīng)變計粘貼在承受交變載荷的構(gòu)件上時,應(yīng)變計絲柵在交變載荷作用下發(fā)生冷作硬化,而使電阻發(fā)生變化,電阻變化值與交變應(yīng)力的大小、循環(huán)次數(shù)成比例,通??捎脤嶒灧椒▉斫⒔?jīng)驗公式。使用時可由電阻變化來推算交變應(yīng)變的大小及循環(huán)次數(shù),從而預(yù)測構(gòu)件的疲勞壽命。2.大應(yīng)變量應(yīng)變計,用于量測5~應(yīng)變或超彈性范圍應(yīng)變用的,如圖2-10。為避免絲柵與粗引線間的應(yīng)力集中,中間采用細(xì)引線過渡。箔式應(yīng)變計的引線應(yīng)彎成弧形,然后再焊接,敏感柵是由經(jīng)過獲得大變形及退火處理的康銅制成,基底可用浸過增塑劑的紙(應(yīng)變5~12%)或聚蹴亞胺(應(yīng)變20%),粘結(jié)劑可用環(huán)氧樹脂,聚氨脂填加增塑劑制成。這種應(yīng)變計受壓時敏感柵會發(fā)生軸向屈曲,故承受的拉應(yīng)變遠(yuǎn)大于壓應(yīng)變。因此,當(dāng)用于交變應(yīng)變量測時,量測范圍不應(yīng)超過容許的壓應(yīng)變界限。
電阻應(yīng)變計的種類很多,分類的方法也很多。根據(jù)許用的工作溫度范圍可分為常溫、中溫、高溫及低溫應(yīng)變計。1)高溫應(yīng)變計350oC以上;2)中溫應(yīng)變計60~350oC;3)常溫應(yīng)變計-30~60oC;4)低溫應(yīng)變計-30oC以下。根據(jù)基底材料可分為:紙基、膠膜基底(縮醛膠基、酚醛基、環(huán)氧基、聚酯基、聚稀亞胺基等)、玻璃纖維增強基底、金屬基底及臨時基底等。根據(jù)安裝方式可分為粘貼式、焊接式和噴涂式三類。根據(jù)敏感柵材料可分為金屬、半導(dǎo)體及金屬或金屬氧化物漿料等三類:1)金屬應(yīng)變計包括絲式(絲繞式、短接式)應(yīng)變計、箔式應(yīng)變計和薄膜應(yīng)變計;2)半導(dǎo)體應(yīng)變計包括體型半導(dǎo)體應(yīng)變計、擴散型半導(dǎo)體應(yīng)變計和薄膜半導(dǎo)體應(yīng)變計;3)金屬或金屬氧化物漿料主要是制作厚膜應(yīng)變計。電阻應(yīng)變計是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。
電阻應(yīng)變片的溫度特性,應(yīng)變片中的電阻絲,不僅因應(yīng)變產(chǎn)生電阻變化,由于溫度變化也會引起電阻的變化,電橋產(chǎn)生與溫度成比例的輸出。這個現(xiàn)象叫熱輸出或稱溫度引起的零點漂移。所以在測量應(yīng)變時必須考慮溫度補償。鎳鉻絲應(yīng)變片如試驗中工作片與補償片之間溫度相差1℃,就要200με。但康銅絲應(yīng)變片的溫度影響較小。還有由于試件和應(yīng)變片的線膨脹系數(shù)不同,電橋亦會產(chǎn)生熱輸出。目前,溫度補償一般是采用在電橋內(nèi)接溫度補償片的方法。溫度補償片貼在與試件相同材料但不受力的試件上。另外一種方法是采用溫度自補償片。在國內(nèi),這種溫度自補償片正在逐步推廣使用。對已安裝好的應(yīng)變計采取可靠實用的防護(hù)措施,是保證應(yīng)變計正常工作,提高測試精度的有效途徑。廣州表貼式應(yīng)變計參數(shù)
應(yīng)變計粘貼工藝方法,使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計的工藝是有差異的。鄭州高可靠性應(yīng)變計輸出方式
應(yīng)變計電阻,應(yīng)變計電阻是應(yīng)變計處于非應(yīng)變狀態(tài)時的電阻。通過傳感器廠商或相關(guān)文檔可獲取應(yīng)變計的額定應(yīng)變計電阻。商用應(yīng)變計較常見的額定電阻值為120Ω、350Ω和1,000Ω。使用較高的額定電阻可減少激勵電壓產(chǎn)生的熱量。較高的額定電阻還可減少溫度波動引起電阻中導(dǎo)線變化而導(dǎo)致的信號變化。溫度補償,理想情況下,應(yīng)變計電阻應(yīng)只隨應(yīng)變而變化。但是,應(yīng)變計的電阻率和敏感度也隨溫度變化而變化,從而引起測量誤差。應(yīng)變計制造商通過處理應(yīng)變計材料,對應(yīng)變計所用樣本材料的熱膨脹進(jìn)行補償,從而達(dá)到較小化電阻率的目的。這些溫度補償電橋配置更能不受溫度影響。同時也可以考慮使用有助于補償溫度波動影響的配置類型。鄭州高可靠性應(yīng)變計輸出方式