电阻应变计的分类

来源：米乐m6网页    发布时间：2024-09-16 09:30:31

  依据基底资料可分为：纸基、胶膜基底（缩醛胶基、酚醛基、环氧基、聚酯基、聚稀亚胺基等）、玻璃纤维增强基底、金属基底及暂时基底等。

  1) 金属应变计 包含丝式（丝绕式、短接式）应变计、箔式应变计和薄膜应变计；

  2) 半导体应变计 包含体型半导体应变计、涣散型半导体应变计和薄膜半导体应变计；

  金属丝式应变计的灵敏栅一般是用直径0.01~0.05毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属丝制成。可分为丝绕式和短接式两种。丝绕式应变计是用一根金属丝绕制而成（见图2-3），短接式应变计是用数根金属丝按必定距离平行拉紧，然后按栅长巨细在横向焊以较粗的镀银铜线，再将铜导线相间地切开开来而成（见图2-4）。

  丝绕式应变计的疲惫寿数和应变极限较高，可作为动态测试用传感器的应变转化元件。丝绕式应变计多用纸基底和纸盖层，其造价低，简单装置。但因为这种应变计灵敏栅的横向部分是圆弧形，其横向效应较大，丈量精度较差，并且其端部圆弧部分制作困难，形状不易确保相同，使应变计功能涣散，故在常温应变丈量中正逐步被其它片种替代。

  短接式应变计也有纸基和胶基等品种。短接式应变计因为在横向用粗铜导线短接，因而横向效应系数很小 (0.1％)，这是短接式应变计的最大长处。别的，在制作的完好进程中灵敏栅的形状较易确保，故丈量精度高。但因为它的焊点多，焊点处截面改变剧烈，因而这种应变计疲惫寿数短。

  箔式应变计的灵敏栅是用厚度为0.002～0.005毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属箔，选用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺进程而制成（见图2-5）。基底是在箔的另一面涂上树脂胶，通过加温聚合而成，基底的厚度一般为0.03～0.05mm。

  1. 灵敏栅很薄，且箔材与粘合层的触摸面积要比丝材的大，因而张贴结实，有利于变形传递，因而它所感触的应变状况与试件外表的应变状况更挨近，丈量精度高；

  2. 灵敏栅薄而宽，在相同的横截面积条件下，箔栅的外表积比丝栅的要大，散热性好，故答应通过较大的电流，因而能够输出较强的信号，进步丈量灵敏度；

  6. 加工功能好，能制成为各种形状和尺度的应变计，特别能够制作栅长很小的或灵敏栅图画特别的应变计；

  因为箔式应变计具有以上许多长处，故在各个丈量领域中得到遍及的使用。在常温的应变丈量中有逐步替代丝绕式应变计的趋势。

  （1）单轴应变计：单轴应变计一般是指具有一个灵敏栅的应变计(见图2-3、图2-4)。这种应变计可用来丈量单向应变。

  （2）单轴多栅应变计：把几个单轴灵敏栅张贴在同一个基底上，可构成平行轴多栅和同轴多栅，如图2-6所示。这种应变计可方便地丈量构件外表的应变梯度。

  （3）应变花（多轴应变计）：具有两个或两个以上轴线相交成必定视点的灵敏栅制成的应变计称为多轴应变计，也称为应变花，如图2-7所示。其灵敏栅可由金属丝或金属箔制成。选用应变花可方便地测定平面应变状况下构件上某一点处的应变。

  薄膜应变计的“薄膜”不是指用机械压延法所得到的薄膜，而是用比如真空蒸腾、溅射、等离子化学气相淀积等薄膜技能取得的薄膜。它是通过物理办法或化学/电化学反响，以原子，分子或离子颗粒方式受控地凝聚于一个固态支撑物（即基底）上所构成的薄膜固体资料。其厚度约在数十埃至数微米之间。薄膜若按其厚度可分为非接连金属膜、半接连膜和接连膜。

  薄膜应变计的制作主要是成膜工艺，如溅射、蒸腾、光刻、腐蚀等。其工艺环节少，工艺周期较短，成品率高，因而取得广泛的使用。

  半导体应变计是使用硅、锗、锑化钢、磷化镓等半导体树料制成的。当半导体资料沿晶轴方向遭到机械应力效果时，其电阻率产生显着的改变，这种性质称为压阻效应。

  为了习惯工程实践和某些力学试验的需求，还有一些特别形状的应变计，主要有以下几种方式：

  裂纹扩展应变计的灵敏栅是由平行栅条组成。用于开裂力学试验时，检测构件在载荷效果下裂纹扩展的进程及扩展的速率（如图2-9）。试验时张贴在构件裂纹顶级处，跟着裂纹的扩展，栅条顺次被拉断，应变计的电阻逐级添加。依据事前作出的开裂次序与电阻改变曲线，可推开裂纹的扩展状况。若一起记载各栅条开裂时刻，即可算出裂纹的扩展速率。

  疲惫寿数计的灵敏栅是由通过退火处理的康铜箔制成，夹在两层浸过环氧树脂的玻璃纤维布中心构成。当应变计张贴在接受交变载荷的构件上时，应变计丝栅在交变载荷效果下产生冷作硬化，而使电阻产生显着的改变，电阻改变值与交变应力的巨细、循环次数成份额，一般可用试验办法来树立经历公式。使用时可由电阻改变来计算交变应变的巨细及循环次数，然后猜测构件的疲惫寿数。

  用于量测5～20％大应变或超弹性规模应变用的，如图2-10。为防止丝栅与粗引线间的应力会集，中心选用细引线过渡。箔式应变计的引线应弯成弧形，然后再焊接，灵敏栅是由通过取得大变形及退火处理的康铜制成，基底可用浸过增塑剂的纸(应变5～12％)或聚蹴亚胺(应变20％)，粘结剂可用环氧树脂，聚氨脂填加增塑剂制成。这种应变计受压时灵敏栅会产生轴向委曲，故接受的拉应变远大于压应变。因而，当用于交变应变量测时，量测规模不该超越容许的压应变边界。

  在进行薄壳、薄板应变的丈量时，需要在壳和板的内、外外表对称贴片。而关于体积小或密封的结构在内外表贴片几乎是没有办法进行的，双层应变计为处理这样一些问题供给了条件。在不太厚的塑料上、下外表张贴应变计，并在应变计外表涂环氧树脂保护层。使用时将此双层应变计张贴在被测构件的外外表，使用曲折应变线性散布及轴向应变均匀散布特色，一起测出曲折及轴向应变。

  在湿润环境或水下，特别在高水压效果下，应选用防水应变计。常温短期水下应变量测可在箔式应变计外表涂防护层（如水下环氧树脂）。长时间量测可用热塑办法将应变计夹在两块薄塑料板中心，或选用防水、防霉、防腐蚀的特种胶资料作为应变计的基底和覆盖层制成防水应变计。

  屏蔽式应变计的上、下双面均有铜箔构成屏蔽层，常用于电流改变起伏大的环境中的应变丈量，如在电焊机旁或电气化机车轨迹应变的量测。在强磁场中，若选用镍铬灵敏资料，可减小磁致效应。