應(yīng)變計(jì)(有時(shí)稱(chēng)為應(yīng)變片)是電阻隨作用力變化的傳感器。它將力、壓力、張力、重量等物理量轉(zhuǎn)化為電阻的變化,從而測(cè)量這些物理量。當(dāng)外力作用于固定物體時(shí),就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。物體內(nèi)部產(chǎn)生的(對(duì)外力的)反作用力即為應(yīng)力,產(chǎn)生的位移和形變即為應(yīng)變。應(yīng)變計(jì)是電氣測(cè)量技術(shù)中較重要的傳感器之一,用于力學(xué)量的測(cè)量。正如其名,應(yīng)變計(jì)主要用于應(yīng)變測(cè)量。作為專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ),“應(yīng)變”包括拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變,以正負(fù)符號(hào)區(qū)分。因此,應(yīng)變計(jì)既可測(cè)量膨脹,也可測(cè)量收縮。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)包括體型半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)、擴(kuò)散型半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)和薄膜半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)。武漢應(yīng)變計(jì)分辨率
雙層應(yīng)變計(jì),在進(jìn)行薄殼、薄板應(yīng)變的測(cè)量時(shí),需要在殼和板的內(nèi)、外表面對(duì)稱(chēng)貼片。而對(duì)于體積小或密封的結(jié)構(gòu)在內(nèi)表面貼片幾乎是無(wú)法進(jìn)行的,雙層應(yīng)變計(jì)為解決這些問(wèn)題提供了條件。在不太厚的塑料上、下表面粘貼應(yīng)變計(jì),并在應(yīng)變計(jì)表面涂環(huán)氧樹(shù)脂保護(hù)層。使用時(shí)將此雙層應(yīng)變計(jì)粘貼在被測(cè)構(gòu)件的外表面,利用彎曲應(yīng)變線性分布及軸向應(yīng)變均勻分布特點(diǎn),同時(shí)測(cè)出彎曲及軸向應(yīng)變。防水應(yīng)變計(jì),在潮濕環(huán)境或水下,特別在高水壓作用下,應(yīng)采用防水應(yīng)變計(jì)。常溫短期水下應(yīng)變量測(cè)可在箔式應(yīng)變計(jì)表面涂防護(hù)層(如水下環(huán)氧樹(shù)脂)。長(zhǎng)期量測(cè)可用熱塑方法將應(yīng)變計(jì)夾在兩塊薄塑料板中間,或采用防水、防霉、防腐蝕的特種膠材料作為應(yīng)變計(jì)的基底和覆蓋層制成防水應(yīng)變計(jì)。南寧內(nèi)埋式應(yīng)變計(jì)行情振弦式應(yīng)變計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠。
電阻應(yīng)變片使用的粘接劑的選擇原則,應(yīng)變片粘貼在試件上,試件產(chǎn)生的應(yīng)變是通過(guò)粘接層傳遞到電阻絲上的。由于環(huán)境的溫度、濕度等因素的影響,粘接劑種類(lèi)的不同,可能產(chǎn)生粘接層軟化,收縮或膨脹,從而使應(yīng)變傳遞發(fā)生變化。為了使應(yīng)變片能接受到實(shí)際的應(yīng)變,保證測(cè)量精度,必須重視粘接劑的選擇。選擇粘接劑一般考慮以下因素:1.粘接劑能使應(yīng)變片與試件粘接牢固,操作簡(jiǎn)單。2.粘接后,較短時(shí)間里粘接層即具有較大的剪切強(qiáng)度。3.不含雜質(zhì),化學(xué)穩(wěn)定性能好,蠕變小。即使長(zhǎng)期使用,粘接強(qiáng)度不變。4.粘接劑干燥或固化后,電氣絕緣性能好,溫濕度變化時(shí)絕緣性能變化小。5.在變形過(guò)程中,必須有很高的抗拉能力。其彈性模量應(yīng)大于電阻絲的彈性模量。6.對(duì)試件表面無(wú)腐蝕性及溶解性。
振弦式表面應(yīng)變計(jì),可焊接在鋼結(jié)構(gòu)表面或螺栓固定在各種結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行長(zhǎng)期自動(dòng)化監(jiān)測(cè)和定期檢測(cè)。內(nèi)置數(shù)字式溫度傳感器可同步測(cè)量布設(shè)點(diǎn)的溫度用于表面應(yīng)變計(jì)的溫度修正。表面式應(yīng)變計(jì)采用四芯電纜。工作原理:振弦式應(yīng)變計(jì)主要由左右端安裝支座、鋼弦和線圈組成。當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生應(yīng)變時(shí),振弦式應(yīng)變計(jì)左右端安裝支座產(chǎn)生相對(duì)位移并傳遞給鋼弦,使鋼弦受力發(fā)生變化,從而改變鋼弦的固有頻率,測(cè)量?jī)x表輸出脈沖信號(hào)通過(guò)線圈激振鋼弦并檢測(cè)出線圈所感應(yīng)信號(hào)的頻率,振動(dòng)頻率的平方正比于應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變,經(jīng)換算得到被測(cè)結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量。埋入式振弦應(yīng)變計(jì)精度高、堅(jiān)固耐用、耐腐蝕的特點(diǎn)。
金屬粘貼式電阻應(yīng)變計(jì)的封裝結(jié)構(gòu)。金屬粘貼式電阻應(yīng)變計(jì)一般由敏感柵、基底、覆蓋層及引出線等組成。敏感柵是金屬粘貼式電阻應(yīng)變計(jì)較重要的組成元件,它是將應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件,一般由康銅、鎳鉻合金等金屬材料制成,敏感柵的形狀與尺寸直接影響到金屬粘貼式電阻應(yīng)變計(jì)的性能?;椎淖饔檬潜3置舾袞诺膸缀涡螤詈拖鄬?duì)位置,并保證將構(gòu)件上的應(yīng)變準(zhǔn)確地傳到敏感柵上。另外,基底還應(yīng)具有良好的絕緣、抗潮和耐熱性能。基底一般由紙、膠膜(環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、聚酰亞胺)、玻璃纖維布等制成。覆蓋層可以保護(hù)敏感柵免受機(jī)械損傷并防止潮氣侵入,以保持測(cè)量穩(wěn)定性,通常覆蓋層所用膠粘劑與基底膠相同。應(yīng)變計(jì)的測(cè)試:加載性能測(cè)試,傳感器裝夾準(zhǔn)確,無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。杭州光纖光柵應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
應(yīng)變計(jì)電阻值的選擇,一般根據(jù)測(cè)試儀器對(duì)應(yīng)變電阻值和測(cè)量應(yīng)變靈敏度的要求。武漢應(yīng)變計(jì)分辨率
絲式應(yīng)變計(jì),這種應(yīng)變計(jì)的敏感柵較常用的有絲繞式和短接線式兩種。①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(chēng)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。②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。箔式應(yīng)變計(jì),這種應(yīng)變計(jì)的敏感柵用厚度0.002~0.005毫米的金屬箔刻蝕成形。用此法易于制成各種形狀的應(yīng)變計(jì)。箔柵有如下優(yōu)點(diǎn),①橫向部分可以做成比較寬的柵條,使橫向效應(yīng)較??;②箔柵很薄,能較好地反映構(gòu)件表面的變形,因而測(cè)量精度較高;③便于大量生產(chǎn);④能制成柵長(zhǎng)很短的應(yīng)變計(jì)。因此,箔式應(yīng)變計(jì)得到普遍應(yīng)用。武漢應(yīng)變計(jì)分辨率