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。應(yīng)變計(jì)性能測(cè)試:加載性能測(cè)和溫度性能測(cè)試。南京振弦式埋入式應(yīng)變計(jì)傳感器
應(yīng)變計(jì)粘貼,應(yīng)變計(jì)粘貼是整個(gè)貼片過(guò)程中較關(guān)鍵的步驟,對(duì)測(cè)試精度有影響。粘貼前,對(duì)所需的工具、量具(如鑷子、刀片、玻璃板)清洗干凈,戴上潔凈的細(xì)紗手套,用化妝筆在試件表面貼片部位和應(yīng)變計(jì)基底上分別涂刷粘結(jié)劑,稍稍晾干,待膠液略有發(fā)粘時(shí),將應(yīng)變計(jì)的中心線對(duì)準(zhǔn)試件的定位線準(zhǔn)確的貼上,蓋上一層聚四氟乙烯膜,沿應(yīng)變計(jì)軸線方向用手指滾壓3-4次,排凈氣泡并擠出多余膠液,按所用粘結(jié)劑的要求自然干燥適當(dāng)時(shí)間后揭掉聚四氟乙烯薄膜。注意,帶有引線的應(yīng)變計(jì)要從無(wú)引線的一端開(kāi)始揭起,用力方向盡量與粘貼表面平行,以防將應(yīng)變計(jì)帶起。上海多向應(yīng)變計(jì)哪家好應(yīng)變計(jì)的固化,目前國(guó)內(nèi)外常用的粘結(jié)劑大多數(shù)都需要加熱固化。
應(yīng)變計(jì)又稱(chēng)為負(fù)荷囊(loadcell),在1856年由LoadKelvin所發(fā)現(xiàn),由金屬材料加壓變形后,金屬阻抗產(chǎn)生變化所做成的。當(dāng)金屬材料受到拉力或張力時(shí),金屬材料變細(xì),電氣阻抗增加。反之,受到壓縮時(shí),則金屬阻抗變小。應(yīng)用這種方法做成的被稱(chēng)為應(yīng)變計(jì)。此類(lèi)感測(cè)裝置可以將物理現(xiàn)象中的壓力變換成電氣信號(hào)輸出,因此常被用在荷重、張力、壓力轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合之中。應(yīng)變計(jì)的種類(lèi)有很多種。就材質(zhì)而言,有金屬和半導(dǎo)體,就構(gòu)造而言則有箔狀、線狀、堆棧、擴(kuò)散等多項(xiàng)。是一種用得較多的金屬應(yīng)變計(jì),以金屬箔制作而成。此應(yīng)變計(jì)是把金屬箔黏貼在厚約3~10μm的聚合絕緣基板上,依電阻值大小以光蝕刻成所要的形狀、圖案,再覆蓋上一層保護(hù)層。
性能測(cè)試(主要針對(duì)傳感器),應(yīng)變計(jì)的測(cè)試:(1)加載性能測(cè)試,傳感器裝夾準(zhǔn)確,無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象;加載點(diǎn),無(wú)移位,較好是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加載;加載儀器自動(dòng)加載,測(cè)試儀器采用自動(dòng)巡檢方式,減少人為因素的影響;線路連接完好,無(wú)接觸不良、虛焊等現(xiàn)象。(2)溫度性能測(cè)試,模擬環(huán)境的溫度設(shè)備控溫精度要高,符合傳感器測(cè)試要求,無(wú)溫度梯度、瞬變等現(xiàn)象;根據(jù)傳感器體積大小確定保溫時(shí)間,必須使被測(cè)傳感器內(nèi)部溫度均勻、恒定,達(dá)到要求的溫度值,避免在傳感器彈性體內(nèi)部產(chǎn)生溫度臺(tái)階;濕熱條件下的測(cè)試,必須使周?chē)h(huán)境的溫度、濕度達(dá)到規(guī)定的要求。(3)環(huán)境要求,室內(nèi)環(huán)境條件必須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,減少環(huán)境對(duì)傳感器的影響。表面(應(yīng)變)計(jì)適用于長(zhǎng)期布設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它結(jié)構(gòu)物的表面。
安裝應(yīng)變計(jì)需要花費(fèi)大量時(shí)間和資源,而不同電橋配置之間差別也很大。粘貼式應(yīng)變計(jì)數(shù)量、電線數(shù)量以及安裝位置都會(huì)影響到安裝所需的工作量。一些電橋配置甚至要求應(yīng)變計(jì)安裝在結(jié)構(gòu)的反面,這種要求難度很大,甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)。1/4橋類(lèi)型I只需安裝一個(gè)應(yīng)變計(jì)和2根或3根電線,因而是較簡(jiǎn)單的配置類(lèi)型。應(yīng)變計(jì)信號(hào)調(diào)理,應(yīng)變計(jì)測(cè)量十分復(fù)雜,多種因素會(huì)影響測(cè)量效果。因此,要得到可靠的測(cè)量結(jié)果,就需要恰當(dāng)?shù)剡x擇和使用電橋、信號(hào)調(diào)理、連線以及DAQ組件。例如,沒(méi)有應(yīng)變時(shí),應(yīng)變計(jì)應(yīng)用引起的電阻容差和應(yīng)變會(huì)生成一定量的初始偏置電壓。同樣,長(zhǎng)導(dǎo)線會(huì)增加電橋臂的電阻,從而增加了偏置誤差并且使電橋輸出敏感性降低。應(yīng)變計(jì)檢查包括外觀檢查和阻值檢查。上海多向應(yīng)變計(jì)哪家好
短接式應(yīng)變計(jì)由于在橫向用粗銅導(dǎo)線短接,因而橫向效應(yīng)系數(shù)很小(<0.1%),這是短接式應(yīng)變計(jì)的較優(yōu)點(diǎn)。南京振弦式埋入式應(yīng)變計(jì)傳感器
典型的金屬箔應(yīng)變計(jì)物體的應(yīng)變總是由于外力或內(nèi)力作用導(dǎo)致。力、壓力、力矩、熱和材料結(jié)構(gòu)變化等原因都可能導(dǎo)致應(yīng)變。滿(mǎn)足特定條件時(shí),就可以通過(guò)測(cè)得的應(yīng)變量來(lái)算出影響因素的量化程度或物理值。這一方法在應(yīng)力實(shí)驗(yàn)分析中被采用。應(yīng)力實(shí)驗(yàn)分析用試樣或結(jié)構(gòu)零件表面測(cè)得的應(yīng)變值來(lái)表述材料內(nèi)部的應(yīng)力,并且預(yù)測(cè)材料安全性和耐久程度。更加專(zhuān)業(yè)的變送器可用于測(cè)量力或其它衍生的物理量如運(yùn)動(dòng)、壓力、加速度、位移和振動(dòng)等。這類(lèi)變送器通常包含一個(gè)粘接了應(yīng)變計(jì)的壓敏隔膜。南京振弦式埋入式應(yīng)變計(jì)傳感器