應(yīng)變計(有時稱為應(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,從而測量這些物理量。當(dāng)外力作用于固定物體時,就會產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。物體內(nèi)部產(chǎn)生的(對外力的)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)變計是電氣測量技術(shù)中較重要的傳感器之一,用于力學(xué)量的測量。正如其名,應(yīng)變計主要用于應(yīng)變測量。作為專業(yè)術(shù)語,“應(yīng)變”包括拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變,以正負(fù)符號區(qū)分。因此,應(yīng)變計既可測量膨脹,也可測量收縮。什么是電阻應(yīng)變計粘貼式應(yīng)變計?它主要由4部分組成。蘇州埋入式應(yīng)變計監(jiān)測系統(tǒng)
電阻應(yīng)變計張絲式應(yīng)變計,它是利用一定結(jié)構(gòu)使金屬電阻絲張緊并能直接受力而產(chǎn)生電阻-應(yīng)變效應(yīng)的一種應(yīng)變計,又稱非粘貼式應(yīng)變計。一種測量微小壓力的張絲式應(yīng)變計是將金屬電阻線繞在固定于彈簧片上的數(shù)個柱子上制成的。當(dāng)壓力通過連桿加到彈簧片上時,彈簧片的變形使柱子移動,從而改變電阻線圈的張力而使其電阻發(fā)生變化。線圈連接成橋式電路,于是電橋由于橋臂電阻的變化而失去平衡,產(chǎn)生正比于壓力的輸出電壓。利用張絲式應(yīng)變計的原理還可制成扭矩傳感器和加速度計。長沙振弦式鋼筋應(yīng)變計工作溫度大應(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。
薄膜應(yīng)變計,薄膜應(yīng)變計的“薄膜”不是指用機(jī)械壓延法所得到的薄膜,而是用諸如真空蒸發(fā)、濺射、等離子化學(xué)氣相淀積等薄膜技術(shù)得到的薄膜。它是通過物理方法或化學(xué)/電化學(xué)反應(yīng),以原子,分子或離子顆粒形式受控地凝結(jié)于一個固態(tài)支撐物(即基底)上所形成的薄膜固體材料。其厚度約在數(shù)十埃至數(shù)微米之間。薄膜若按其厚度可分為非連續(xù)金屬膜、半連續(xù)膜和連續(xù)膜。薄膜應(yīng)變計的制造主要是成膜工藝,如濺射、蒸發(fā)、光刻、腐蝕等。其工藝環(huán)節(jié)少,工藝周期較短,成品率高,因而獲得普遍的應(yīng)用。
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。埋入式振弦應(yīng)變計在持續(xù)和阻尼模式下測量頻率。
特殊的應(yīng)變計:1.雙層應(yīng)變計,在進(jìn)行薄殼、薄板應(yīng)變的測量時,需要在殼和板的內(nèi)、外表面對稱貼片。而對于體積小或密封的結(jié)構(gòu)在內(nèi)表面貼片幾乎是無法進(jìn)行的,雙層應(yīng)變計為解決這些問題提供了條件。在不太厚的塑料上、下表面粘貼應(yīng)變計,并在應(yīng)變計表面涂環(huán)氧樹脂保護(hù)層。使用時將此雙層應(yīng)變計粘貼在被測構(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),同時測出彎曲及軸向應(yīng)變。2.防水應(yīng)變計,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。常溫短期水下應(yīng)變量測可在箔式應(yīng)變計表面涂防護(hù)層(如水下環(huán)氧樹脂)。長期量測可用熱塑方法將應(yīng)變計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)變計的基底和覆蓋層制成防水應(yīng)變計。3.屏蔽式應(yīng)變計,屏蔽式應(yīng)變計的上、下兩面均有銅箔構(gòu)成屏蔽層,常用于電流變化幅度大的環(huán)境中的應(yīng)變測量,如在電焊機(jī)旁或電氣化機(jī)車軌道應(yīng)變的量測。在強(qiáng)磁場中,若采用鎳鉻敏感材料,可減小磁致效應(yīng)。振弦式表面應(yīng)變計用于監(jiān)測應(yīng)變的變化。蘇州非粘貼式應(yīng)變計價格
應(yīng)變計的安裝位置應(yīng)盡可能選擇在宜于保護(hù)的部位。蘇州埋入式應(yīng)變計監(jiān)測系統(tǒng)
裂紋擴(kuò)展應(yīng)變計,裂紋擴(kuò)展應(yīng)變計的敏感柵是由平行柵條組成。用于斷裂力學(xué)實驗時,檢測構(gòu)件在載荷作用下裂紋擴(kuò)展的過程及擴(kuò)展的速率。實驗時粘貼在構(gòu)件裂紋處,隨著裂紋的擴(kuò)展,柵條依次被拉斷,應(yīng)變計的電阻逐級增加。根據(jù)事先作出的斷裂順序與電阻變化曲線,可推斷裂紋的擴(kuò)展情況。若同時記錄各柵條斷裂時間,即可算出裂紋的擴(kuò)展速率。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,通常可用實驗方法來建立經(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。蘇州埋入式應(yīng)變計監(jiān)測系統(tǒng)