武漢先導(dǎo)：電阻應(yīng)變片

電阻應(yīng)變片：電阻應(yīng)變片，是由用于測量應(yīng)變的元件。它能將機(jī)械構(gòu)件上應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化。電阻應(yīng)變片是由Φ=0.02-0.05mm的康銅絲或鎳鉻絲繞成柵狀（或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀）夾在兩層絕緣薄片中（基底）制成。用鍍銀銅線與應(yīng)變片絲柵連接，作為電阻片引線。

形式：電阻應(yīng)變片有多種形式，常用的有絲式和箔式。它是由直徑為0.02～0.05mm的康銅絲或者鎳鉻絲繞成柵狀（或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀）夾在兩層絕緣薄片（基底）中制成，用鍍錫銅線與應(yīng)變片絲柵連接作為應(yīng)變片引線，用來連接測量導(dǎo)線。

測量原理：電阻應(yīng)變片的測量原理為：金屬絲的電阻值除了與材料的性質(zhì)有關(guān)之外，還與金屬絲的長度，橫截面積有關(guān)。將金屬絲粘貼在構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件受力變形時(shí)，金屬絲的長度和橫截面積也隨著構(gòu)件一起變化，進(jìn)而發(fā)生電阻變化。

dR/R=Ks*ε

其中，Ks為材料的靈敏系數(shù)，其物理意義是單位應(yīng)變的電阻變化率，標(biāo)志著該類絲材電阻應(yīng)變片效應(yīng)顯著與否。ε為測點(diǎn)處應(yīng)變，為無量綱的量，但習(xí)慣上仍給以單位微應(yīng)變，常用符號(hào)με表示。

由此可知，金屬絲在產(chǎn)生應(yīng)變效應(yīng)時(shí)，應(yīng)變ε與電阻變化率dR/R成線性關(guān)系，這就是利用金屬應(yīng)變片來測量構(gòu)件應(yīng)變的理論基礎(chǔ)。

粘貼步驟：1.應(yīng)變計(jì)準(zhǔn)備

貼片前，將待用的應(yīng)變計(jì)進(jìn)行外觀檢查和阻值測量。外觀檢查可憑肉眼或借助放大鏡進(jìn)行，目的在于觀察敏感柵有無銹斑，缺陷，是否排列整齊，基底和覆蓋層有無損壞，引線是否完好。阻值測量JM3840四分之一橋測量電阻。目的在于檢查敏感柵是否有斷路、短路，并進(jìn)行阻值分選，對(duì)于共用溫度補(bǔ)償?shù)囊唤M應(yīng)變計(jì)，阻值相差不得超過±0.5。同一次測量的應(yīng)變計(jì)，靈敏系數(shù)必須相同。

2.構(gòu)件表面處理

對(duì)于鋼鐵等金屬構(gòu)件，首先是清除表面油漆、氧化層和污垢；然后磨平或銼平，并用細(xì)砂布磨光。通常稱此工藝為“打磨”。 打磨光潔度應(yīng)達(dá)▽5左右。對(duì)非常光滑的構(gòu)件，則需用細(xì)砂布沿45°方向交叉磨出一些紋路，以增強(qiáng)粘結(jié)力。打磨面積約為應(yīng)變計(jì)面積的5倍左右。打磨完畢后，用劃針輕輕劃出貼片的準(zhǔn)確方位。表面處理的最后一道工序是清洗。即用潔凈棉紗或脫脂棉球蘸丙酮或其它揮發(fā)性溶劑對(duì)貼片部位進(jìn)行反復(fù)擦洗，直至棉球上見不到污垢為止。

3.貼片

貼片工藝隨所用粘結(jié)劑不同而異，用502膠貼片的過程是，待清洗劑揮發(fā)后，先在貼片位置滴一點(diǎn)502膠，用應(yīng)變計(jì)背面將膠水涂勻，然后用鑷子撥動(dòng)應(yīng)變計(jì)，調(diào)整位置和角度。定位后，在應(yīng)變計(jì)上墊一層聚乙烯或四氟乙烯薄膜，用手指輕輕擠壓出多余的膠水和氣泡 待膠水初步固化后即可松開。粘貼好的應(yīng)變計(jì)應(yīng)保證位置準(zhǔn)確，粘結(jié)牢固、膠層均勻、無氣泡和整潔干凈。

4.導(dǎo)線的焊接與固定

粘結(jié)劑初步固化后，即可進(jìn)行焊線。常溫靜態(tài)測量可使用雙芯多股銅質(zhì)塑料線作導(dǎo)線，動(dòng)態(tài)測量使用三芯或四芯屏蔽電纜作導(dǎo)線。應(yīng)變計(jì)和導(dǎo)線間的連接最好通過接線端子，焊點(diǎn)確保無虛焊。導(dǎo)線最好與試件綁扎固定，導(dǎo)線兩端 根據(jù)測點(diǎn)的編號(hào)作好標(biāo)記。

5.貼片質(zhì)量檢查

貼片質(zhì)量檢查包括外觀檢查、電阻和絕緣電阻測量。外觀檢查主要觀察貼片方位是否正確，變計(jì)有無損傷，粘貼是否牢固和有無氣泡等。測量電阻值可以檢查有無斷路、回路。絕緣電阻是最重要的受檢指標(biāo)。絕緣好壞取決于應(yīng)變計(jì)的基底，粘貼不良或固化不充分的應(yīng)變計(jì)往往絕緣電阻低。

6.應(yīng)變計(jì)及導(dǎo)線的防護(hù)

應(yīng)變計(jì)受潮會(huì)降低絕緣電阻和粘結(jié)強(qiáng)度，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使敏感柵銹蝕；酸，堿及油類浸入甚至?xí)淖兓缀驼辰Y(jié)劑的物理性能。為了防止大氣中游離水分和雨水、露水的浸入，在特殊環(huán)境下防止酸、堿、油等雜質(zhì)侵入，對(duì)已充分干燥、固化，并已焊好導(dǎo)線的應(yīng)變計(jì)，立即涂上防護(hù)層。 常用室溫防護(hù)劑有： 1．凡士林；2．蜂 ；3．石灰、炮油和松香混合物；4．環(huán)氧樹脂。

分類（1）絲繞式

用電阻絲盤繞電阻片稱為絲繞式電阻片，目前廣泛使用的有半圓彎頭平繞式，這種電阻片多用紙底和紙蓋，價(jià)格低廉，適于實(shí)驗(yàn)室廣泛使用，缺點(diǎn)是精度較差，橫向效應(yīng)系數(shù)較大。

（2）短接式

這種電阻片的制作比較容易，在一排拉直的電阻絲之間，在預(yù)定的標(biāo)距上用較粗的導(dǎo)線相間地造成短路，這種電阻片有用紙底的，也有用膠底的。短路接式電阻片的優(yōu)點(diǎn)是幾何形狀比容易于保證，而且橫向效應(yīng)系數(shù)近于零。

（3）箔式電阻片

它是在合金箔（康銅箔或鎳鉻箔）的一面涂膠形成膠底，然后在箔面上用照相腐蝕成形法制成的，所以幾何形狀和尺寸非常精密，而且由于電阻絲部分是平而薄的矩形截面，所以粘貼牢固，絲的散熱性能好，橫向效應(yīng)系數(shù)也較低，和絲繞式應(yīng)變片相比，箔式片有下列優(yōu)點(diǎn)：

a.隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，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。尤其突出的是能制成柵長很?。ㄈ?/span> 0.2mm）或敏感柵圖案特殊的應(yīng)變片。

b.箔式片柵絲截面為矩形，故柵絲周表面積大，因而散熱性好。這樣，在相同截面積下，允許通過的電流較絲繞式片的大（φ 0.025mm 的康銅比繞式應(yīng)變片允許電流以約35Ma，箔式片可大幾倍），使測量有輸出較大信號(hào)的可能。另外，表面積大使附著力增加，有利于變形傳遞，因而增加了測量的準(zhǔn)確性。

c.箔式片敏感柵橫向部分的線條寬度比縱向部分的大得多，因而單位長度的電阻（ζ），也小很多，使箔式片橫向效應(yīng)很小。

d.箔式片均為膠基，故絕緣性好，蠕變和機(jī)械滯后小，耐濕性好。

e.便于成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率高。

由于箔式應(yīng)變片有這些特點(diǎn)，故在常溫的應(yīng)變測量中將逐漸取代絲繞式應(yīng)變片。

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