典型的金屬箔應變計的應變通常是由外力或內力引起的。力、壓力、力矩、熱量和材料結構的變化都可能引起應變。當特定條件滿足時,可通過實測應變計算影響因素的定量程度或物理值。該方法廣泛應用于應力試驗分析中。應力實驗分析是利用在試件或結構件表面測得的應變值來表達材料的內應力,預測材料的安全性和耐久性。更專業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變計相連的壓敏膜片組成。應變計在加載狀態下的輸出應變是敏感柵區域的平均應變。鄭州高可靠性應變計輸出方式
應變計敏感柵材料和基底材料的選擇:60℃以內、長時間、較應變量在1000μm/m以下的應變測量,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變計(BE、ZF、BA及日用衡器類應變計系列);150℃以內的應變測量,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變計(BA系列);60℃以內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變計(BF、ZF系列)。應變計敏感柵結構型式的選擇:測量未知主應力方向試件的應變或測量剪應變時選用多軸應變計,前者可用三軸互相夾角為45°,或60°,或120°等的應變計,后者用夾角為90°的二軸應變計;測量已知主應力方向試件的應變時,可選用單軸應變計;用于壓力傳感器的應變計可選用圓形敏感柵的多軸應變計;測量應力分布時,可選用排列成串或成行的5~10個敏感柵的多軸應變計。沈陽混凝土應變計廠家應變計將力、壓力、張力、重量等物理量轉化為電阻的變化,從而測量這些物理量。
特殊的應變計:1.疲勞壽命計,疲勞壽命計的敏感柵是由經過退火處理的康銅箔制成,夾在兩層浸過環氧樹脂的玻璃纖維布中間形成。當應變計粘貼在承受交變載荷的構件上時,應變計絲柵在交變載荷作用下發生冷作硬化,而使電阻發生變化,電阻變化值與交變應力的大小、循環次數成比例,通常可用實驗方法來建立經驗公式。使用時可由電阻變化來推算交變應變的大小及循環次數,從而預測構件的疲勞壽命。2.大應變量應變計,用于量測5~應變或超彈性范圍應變用的,如圖2-10。為避免絲柵與粗引線間的應力集中,中間采用細引線過渡。箔式應變計的引線應彎成弧形,然后再焊接,敏感柵是由經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(應變5~12%)或聚蹴亞胺(應變20%),粘結劑可用環氧樹脂,聚氨脂填加增塑劑制成。這種應變計受壓時敏感柵會發生軸向屈曲,故承受的拉應變遠大于壓應變。因此,當用于交變應變量測時,量測范圍不應超過容許的壓應變界限。
電阻應變計的種類很多,分類的方法也很多。根據許用的工作溫度范圍可分為常溫、中溫、高溫及低溫應變計。1)高溫應變計350oC以上;2)中溫應變計60~350oC;3)常溫應變計-30~60oC;4)低溫應變計-30oC以下。根據基底材料可分為:紙基、膠膜基底(縮醛膠基、酚醛基、環氧基、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。根據安裝方式可分為粘貼式、焊接式和噴涂式三類。根據敏感柵材料可分為金屬、半導體及金屬或金屬氧化物漿料等三類:1)金屬應變計包括絲式(絲繞式、短接式)應變計、箔式應變計和薄膜應變計;2)半導體應變計包括體型半導體應變計、擴散型半導體應變計和薄膜半導體應變計;3)金屬或金屬氧化物漿料主要是制作厚膜應變計。電阻應變計是壓阻式應變傳感器的主要組成部分之一。
電阻應變片的溫度特性,應變片中的電阻絲,不僅因應變產生電阻變化,由于溫度變化也會引起電阻的變化,電橋產生與溫度成比例的輸出。這個現象叫熱輸出或稱溫度引起的零點漂移。所以在測量應變時必須考慮溫度補償。鎳鉻絲應變片如試驗中工作片與補償片之間溫度相差1℃,就要200με。但康銅絲應變片的溫度影響較小。還有由于試件和應變片的線膨脹系數不同,電橋亦會產生熱輸出。目前,溫度補償一般是采用在電橋內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,這種溫度自補償片正在逐步推廣使用。對已安裝好的應變計采取可靠實用的防護措施,是保證應變計正常工作,提高測試精度的有效途徑。廣州表貼式應變計參數
應變計粘貼工藝方法,使用不同粘結劑粘貼應變計的工藝是有差異的。鄭州高可靠性應變計輸出方式
應變計電阻,應變計電阻是應變計處于非應變狀態時的電阻。通過傳感器廠商或相關文檔可獲取應變計的額定應變計電阻。商用應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線變化而導致的信號變化。溫度補償,理想情況下,應變計電阻應只隨應變而變化。但是,應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。應變計制造商通過處理應變計材料,對應變計所用樣本材料的熱膨脹進行補償,從而達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。鄭州高可靠性應變計輸出方式