按敏感柵的材料,電阻應(yīng)變計(jì)分為金屬電阻應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)兩類,按工藝可分為粘貼式(又稱應(yīng)變片,出現(xiàn)較早,應(yīng)用較廣)、非粘貼式(又稱張絲式或繞絲式)、焊接式、噴涂式等。金屬電阻應(yīng)變計(jì),金屬電阻應(yīng)變計(jì)的種類、所使用的材料和安裝方法分述如下:絲式應(yīng)變計(jì)敏感柵常用的有絲繞式和短接線式兩種。絲繞式的敏感柵是用直徑0.015~0.05毫米的金屬絲連續(xù)繞制而成,端部呈半圓形。如果安裝應(yīng)變計(jì)的構(gòu)件表面存在兩個(gè)方向的應(yīng)變,此圓弧端除了感受縱向應(yīng)變外,還能感受橫向應(yīng)變,后者稱為橫向效應(yīng)。若對(duì)測(cè)量精度的要求較高,應(yīng)考慮橫向效應(yīng)的影響并進(jìn)行修正。短接線式的敏感柵采用較粗的橫絲,將平行排列的一組直徑為0.015~0.05毫米的金屬縱絲交錯(cuò)連接而成,端部是平直的。它的橫向效應(yīng)很小,但耐疲勞性能不如絲繞式的。電阻應(yīng)變計(jì)是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。佛山表貼式應(yīng)變計(jì)
與絲繞式應(yīng)變計(jì)相比,箔式應(yīng)變計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是:1.敏感柵很薄,且箔材與粘合層的接觸面積要比絲材的大,因而粘貼牢固,有利于變形傳遞,因而它所感受的應(yīng)變狀態(tài)與試件表面的應(yīng)變狀態(tài)更為接近,測(cè)量精度高;2.敏感柵的橫向端部為較寬的柵條,故橫向效應(yīng)較小;3.箔式片能保證尺寸準(zhǔn)確,線條均勻,故靈敏系數(shù)分散性小;4.箔式應(yīng)變計(jì)的蠕變小、疲勞壽命長(zhǎng);5.制造工藝自動(dòng)化,可成批生產(chǎn),生產(chǎn)效率高。6.加工性能好,能制成為各種形狀和尺寸的應(yīng)變計(jì),尤其可以制造柵長(zhǎng)很小的或敏感柵圖案特殊的應(yīng)變計(jì)。福州非粘貼式應(yīng)變計(jì)型號(hào)電阻應(yīng)變計(jì)按敏感柵的材料,電阻應(yīng)變計(jì)分為金屬電阻應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)兩類。
實(shí)際上,任何材料的體積都會(huì)隨溫度變化而發(fā)生輕微改變,絕大多數(shù)是熱脹冷縮,且不同材料的伸縮率各不相同,體現(xiàn)這一特性的物理名詞叫做線膨脹系數(shù),即材料單位溫度變化下的應(yīng)變量,單位是10-6/℃。假設(shè)被測(cè)物內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變沒有發(fā)生變化,但是溫度升高了,熱脹冷縮造成被測(cè)物L(fēng)長(zhǎng)度內(nèi)產(chǎn)生了ΔL的伸長(zhǎng),因此產(chǎn)生了應(yīng)變,實(shí)際計(jì)算時(shí),應(yīng)把這部分因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的應(yīng)變給去除。同理,應(yīng)變計(jì)自身也會(huì)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)額外的應(yīng)變,實(shí)際測(cè)量時(shí)應(yīng)把被測(cè)物和應(yīng)變計(jì)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的疊加應(yīng)變修正掉。
金屬電阻應(yīng)變計(jì)還可以按敏感柵的結(jié)構(gòu)形狀分為下述幾類:(1)單軸應(yīng)變計(jì):?jiǎn)屋S應(yīng)變計(jì)一般是指具有一個(gè)敏感柵的應(yīng)變計(jì)。這種應(yīng)變計(jì)可用來(lái)測(cè)量單向應(yīng)變。(2)單軸多柵應(yīng)變計(jì):把幾個(gè)單軸敏感柵粘貼在同一個(gè)基底上,可構(gòu)成平行軸多柵和同軸多柵,這種應(yīng)變計(jì)可方便地測(cè)量構(gòu)件表面的應(yīng)變梯度。(3)應(yīng)變花(多軸應(yīng)變計(jì)):具有兩個(gè)或兩個(gè)以上軸線相交成一定角度的敏感柵制成的應(yīng)變計(jì)稱為多軸應(yīng)變計(jì),也稱為應(yīng)變花其敏感柵可由金屬絲或金屬箔制成。采用應(yīng)變花可方便地測(cè)定平面應(yīng)變狀態(tài)下構(gòu)件上某一點(diǎn)處的應(yīng)變。振弦式應(yīng)變計(jì)可測(cè)量鋼或混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變,測(cè)量值用于計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載或應(yīng)力。
半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì),將半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)安裝在被測(cè)構(gòu)件上,在構(gòu)件承受載荷而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),其電阻將發(fā)生變化。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)就是以這種壓阻效應(yīng)作為理論基礎(chǔ)的,其敏感柵由鍺或硅等半導(dǎo)體材料制成。這種應(yīng)變計(jì)可分為體型和擴(kuò)散型兩種。前者的敏感柵由單晶硅或鍺等半導(dǎo)體經(jīng)切片和腐蝕等方法制成,后者的敏感柵則是將雜質(zhì)擴(kuò)散在半導(dǎo)體材料中制成的。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是靈敏系數(shù)大,機(jī)械滯后和蠕變小,頻率響應(yīng)高;缺點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)大,靈敏系數(shù)隨溫度而有名變化,應(yīng)變和電阻之間的線性關(guān)系范圍小。正確選擇半導(dǎo)體材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,這些缺點(diǎn)可望得到克服。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)多用于測(cè)量小的應(yīng)變(10-1微應(yīng)變到數(shù)百微應(yīng)變),已普遍用于應(yīng)變測(cè)量和制造各種類型的傳感器(見電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器)。振弦式表面應(yīng)變計(jì)用于監(jiān)測(cè)應(yīng)變的變化。??谡裣沂劫N片式應(yīng)變計(jì)公司
金屬箔式應(yīng)變計(jì),箔式應(yīng)變計(jì)的敏感柵是用厚度為0.002~0.005毫米的銅鎳合金或鎳鉻合金的金屬箔。佛山表貼式應(yīng)變計(jì)
一、應(yīng)變計(jì)粘貼和防護(hù)的工藝流程:(1)應(yīng)變計(jì)選擇→(2)膠粘劑選擇→(3)構(gòu)件打磨→(4)表面清洗→(5)畫線定位→(6)應(yīng)變計(jì)清洗→(7)涂敷底膠→(8)應(yīng)變計(jì)粘貼→(9)加熱固化→(10)貼片質(zhì)量檢查→(11)引線連接→(12)質(zhì)量檢查→(13)常溫及溫度性能補(bǔ)償→(14)質(zhì)量檢查→(15)性能測(cè)試→(16)防護(hù)處理。二、應(yīng)變計(jì)粘貼工藝方法,使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計(jì)的工藝是有差異的,這里我們只對(duì)其中的一些共同性的內(nèi)容加以介紹。應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備,應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備是指應(yīng)變計(jì)的選擇、應(yīng)變計(jì)檢查和應(yīng)變計(jì)表面處理。佛山表貼式應(yīng)變計(jì)