论文研究使用什么样的应变片

定义电阻应变片电阻应变片也称电阻应变计,简称应变片或应变计，是由敏感栅等构成用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=的康铜丝或镍铬丝绕成栅状(或用很薄的金属箔腐蚀成栅状)夹在两层绝缘薄片中(基底)制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。电阻应变片的形式电阻应变片有多种形式，常用的有丝式和箔式。它是由直径为～的康铜丝或者镍铬丝绕成栅状（或用很薄的金属箔腐蚀成栅状）夹在两层绝缘薄片（基底）中制成，用镀锡铜线与应变片丝栅连接作为应变片引线，用来连接测量导线。电阻应变片的测量原理电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。dR/R=Ks*ε其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。分类（1）丝绕式用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片，目前广泛使用的有半圆弯头平绕式，这种电阻片多用纸底和纸盖，价格低廉，适于实验室广泛使用，缺点是精度较差，横肉向效应系数较大。（2）短接式这种电阻片的制作比较容易，在一排拉直的电阻丝之间，在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路，这种电阻片有用纸底的，也有用胶底的。短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证，而且横向效应系数近于零。（3）箔式电阻片它是在合金箔（康铜箔或镍铬箔）的一面涂胶形成胶底，然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的，所以几何形状和尺寸非常精密，而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面，所以粘贴牢固，丝的散热性能好，横向效应系数也较低，和丝绕式应变片相比，箔式片有下列优点：a.随着光刻技术的发展，箔式片能保证尺寸准确、线条均匀，故灵敏系数分散性小。尤其突出的是能制成栅长很小（如）或敏感栅图案特殊的应变片。b.箔式片栅丝截面为矩形，故栅丝周表面积大，因而散热性好。这样，在相同截面积下，允许通过的电流较丝绕式片的大（φ的康铜比绕式应变片允许电流以约35Ma，箔式片可大几倍），使测量有输出较大信号的可能。另外，表面积大使附着力增加，有利于变形传递，因而增加了测量的准确性。c.箔式片敏感栅横向部分的线条宽度比纵向部分的大得多，因而单位长度的电阻（ζ），也小很多，使箔式片横向效应很小。d.箔式片均为胶基，故绝缘性好，蠕变和机械滞后小，耐湿性好。e.便于成批生产，生产率高。由于箔式应变片有这些特点，故在常温的应变测量中将逐渐取代丝绕式应变片。

在电测技术中，应变片粘贴质量的优劣对测量的可靠性影响很大，是一个非常关键性的环节，必须予以注意．为提高电测结果的准确性，我们应在应变片的粘贴过程中做到认真操作，一丝不苟．应变片的种类很多，有金箔式、丝式、薄膜式、半导体式．鉴于目前在电测实验中较为常用的电阻应片是金箔式应变片(以下简称箔式应变片)，下面我们就以箔式电阻应变片为例，谈一谈电测应力实验中应变片的粘贴技巧．箔式应变片是用厚变为0．0o3～0．01mm 的康铜或镍铬箔片借光刻和腐蚀工艺制作成栅状，它由电阻丝、基片和引出线三大部分组成(如图1)．这种应变片由于其具有线条均匀、灵敏度分散性小，测试范围广等优点，故而得到广泛应用．在做电测实验之前，我们面临的第一个问题是如何选择正确的应变片．由于箔式应变片的主要参数指标有：应变片的几何尺寸(包括敏感栅基长、应变片基底长、敏感栅基宽、应变片基底宽)、名义阻值、灵敏度系数、允许电流、线性度、滞后、零漂、极限应变等，能否正确选择适当正确的应变片将直接影响到电测法的测试结果．为合理选用应变片，我们应对其性能作一些了解．一般而言，大尺寸的应变片，能感受较多的平均应变量，有利于测量精度的提高；小尺寸的应变片，虽然感受平均应变量较少，但能较好地反映出“点”的应力，所以对于应变片尺寸的选择，应根据构件受力后的应力分布情况和构件自身相关尺寸来决定．在选好应变片准备粘贴之前，我们应对应变片作严格仔细地检查，检查的内容包括：(1)应变片的外形检查，即检查应变片是否存在断路、短路现象、片中各部位是否有损伤、折断发生、片内是否夹有气泡或霉变现象等等．(2)应变片电阻值的检测．为保证使用的应变片的电阻误差不超过允许范围(这个范围通常在±0．5Q)，可事先用精度较高的欧姆表或采用直流电桥对其进行检测，以免因同组使用的应变片的阻值误差太大而造成测量结果欠准．(3)检查应变片上是否标有中心线．若无，则应在其基盖上补画出纵、横线条，这样可方便粘贴应变片．与此同时，被测试件的表面上应划出定位线。以确保应变片的粘贴到位．若被测试件的表面质量不高，将会影响应变片的粘贴，为此，我们应用刮刀或锉刀清除被测点处的氧化皮及污垢，然后用细砂皮纸在试件粘贴部位(一般应大于应变片面积3～5倍左右的表面)进行打磨，沿贴片方向打出45。交叉纹，以保证表面的足够光滑，最后用划针在被测点处进行画线，从而保证应变片能牢固顺利地粘贴．粘贴应变片前，还需用脱脂棉球蘸上清洁溶剂，如丙酮、无水酒精、四氯化碳等溶剂擦洗被测点处的油污，直至棉球上无明显油渍为止，且注意此时勿用手触摸清洗后的表面．然后在应变片的粘贴面处涂上薄薄一层胶水，如KH501、KH502胶，一般宜薄不宜厚．将应变片的方位线对准事先在试件上的划线，此时应密切注意应变片的方位线与试件的划线是否重合，这时可在应变片上盖上一层透明纸(或腊纸)，一一只手捏住应变片的引出线，另一只手的手指反复轻轻滚压透明纸表面，以便将里面多余的胶水和气泡挤出．滚压应变片时切记不能垂直用力，不能产生滑动或转动，待胶水和气泡被完全挤出后，还应保持手指不动约一分钟左右．当然也可以在试件表面盖上一层玻璃纸，然后垫上一块硅皮，用夹具或平整的压块轻压应变片的粘贴处，这些做法的目的均是为了保证应变片在粘贴过程中不发生错移，保证其方位线与被测试件测试点处的定位线完全重合．粘贴后的应变片可让其在室温中自然干燥15至24h．为节省时间，也可在自然干燥数小时后，用红外线灯进行烘烤，但温度应控制在不超过40。～80。范围．若一开始就烘烤，则应变片敏感栅材料的电阻系数将会随温度的骤然变化而改变，这对于后面的测试工作不利．上述工作完成后，还应对应变片的粘贴质量进行检查，例如可通过放大镜观察应变片粘贴位置和方位角是否准确，粘贴表面有无气泡，应变片是否粘贴牢固；用万用表测量应变片有无断路、短路现象．若无异常，则再用低压变阻表测量应变片的引出线和金属试件之间的绝缘电阻是否符合要求。这一阻值通常应达到100M欧以上才可作用．接下来，我们在应变片的引出线附近粘贴一片接线端子，同时在引出线下面粘贴一层绝缘胶布。此举意在保证引出线焊点处的绝缘．尔后将测量导线的一端靠近应变片的引出线，在测量导线焊接端去皮约3mm 并涂上焊锡后，用电烙铁将应变片引出线与测量导线进行锡焊．接时要快且准，以免产生氧化物而影响焊点质量．应变片接好导线后应立即在应变片的焊接端子处涂上一层防护层，以对其进行防湿、防潮、防老化处理，从而延长其使用寿命．短期防护可采用凡士林作防护剂，长期防护可采用密封性好的防护剂。如环氧树脂、氯丁橡胶、硅橡胶密封剂等．目前，最方便的～是用南大化工厂生产的“703”和“705”胶．以上我们就应变片的粘贴步骤和应注意的问题进行了相关说明．当然，在电测应力实验中。其测量质量的高低还取决于其它一些因素，如：周围环境温度的变化，试件受载的均匀与否，电阻应变仪的调试是否得当等．

一、电阻丝应变片与半导体应变片的区别：

1、工作原理不同：

电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。

半导体应变片是一种利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象（见压阻式传感器）。

2、应用不同：

丝绕式电阻片，目前广泛使用的有半圆弯头平绕式，这种电阻片多用纸底和纸盖，价格低廉，适于实验室广泛使用，缺点是精度较差，横向效应系数较大。半导体应变片主要应用于飞机、导弹、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。

二、半导体应变片的优缺点：

半导体应变片最突出的优点是灵敏度高，这为它的应用提供了有利条件。另外，由于机械滞后小、横向效应小以及它本身体积小等特点，扩大了半导体应变片的使用范围。

其最大的缺点是温度稳定性差、灵敏度离散程度大（由于晶向、杂质等因素的影响）以及在较大应变作用下非线性误差大等，给使用带来一定困难。

三、电阻丝应变片的优缺点：优点是价格低廉，缺点是精度较差，横向效应系数较大。

扩展资料：

体型半导体应变片的相关种类。

1、普通型:它适合于一般应力测量；

2、温度自动补偿型：它能使温度引起的导致应变电阻变化的各种因素自动抵消，只适用于特定的试件材料；

3、灵敏度补偿型：通过选择适当的衬底材料（例如不锈钢），并采用稳流电路，使温度引起的灵敏度变化极小；

4、高输出（高电阻）型：它的阻值很高（2～10千欧）,可接成电桥以高电压供电而获得高输出电压，因而可不经放大而直接接入指示仪表。

参考资料来源：百度百科-电阻应变片

参考资料来源：百度百科-半导体应变片

按材料分： 金属式体型——丝式、箔式、薄膜型； 半导体式体型——薄膜型、扩散型、 外延型、PN结型 按结构分：单片、双片、特殊形状 按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下