電阻應變片也稱電阻應變計,簡稱應變片或應變計,是由敏感柵等構成用于測量應變的元件。它能將機械構件上應變的變化轉換為電阻變化。電阻應變片是由φ=0.02-0.05mm的康銅絲或鎳鉻絲繞成柵狀(或用很薄的金屬箔腐蝕成柵狀)夾在兩層絕緣薄片中(基底)制成。用鍍銀銅線與應變片絲柵連接,作為電阻片引線。
電阻應變片的工作原理是基于應變效應。電阻應變片的測量原理為:金屬絲的電阻值除了與材料的性質有關之外,還與金屬絲的長度,橫截面積有關。將金屬絲粘貼在構件上,當構件受力變形時,金屬絲的長度和橫截面積也隨著構件一起變化,進而發生電阻變化。
dr/r=ks*ε
其中,ks為材料的靈敏系數,其物理意義是單位應變的電阻變化率,標志著該類絲材電阻應變片效應顯著與否。ε為測點處應變,為無量綱的量,但習慣上仍給以單位微應變,常用符號με表示。
由此可知,金屬絲在產生應變效應時,應變ε與電阻變化率dr/r成線性關系,這就是利用金屬應變片來測量構件應變的理論基礎。
電阻應變片的粘貼步驟 ●檢查:外觀、電阻值、修整
●試件表面處理:光潔度要求、劃定位線
●粘貼:厚度、方法
●固化處理
●粘貼質量的檢查:電阻值和絕緣電阻值
●接線端子的焊接、導線的固定
●防潮處理
電阻應變片的種類 (1)絲繞式
用電阻絲盤繞電阻片稱為絲繞式電阻片,目前廣泛使用的有半圓彎頭平繞式,這種電阻片多用紙底和紙蓋,價格低廉,適于實驗室廣泛使用,缺點是精度較差,橫肉向效應系數較大。
(2)短接式
這種電阻片的制作比較容易,在一排拉直的電阻絲之間,在預定的標距上用較粗的導線相間地造成短路,這種電阻片有用紙底的,也有用膠底的。短路接式電阻片的優點是幾何形狀比容易于保證,而且橫向效應系數近于零。
(3)箔式電阻片
它是在合金箔(康銅箔或鎳鉻箔)的一面涂膠形成膠底,然后在箔面上用照相腐蝕成形法制成的,所以幾何形狀和尺寸非常精密,而且由于電阻絲部分是平而薄的矩形截面,所以粘貼牢固,絲的散熱性能好,橫向效應系數也較低,和絲繞式應變片相比,箔式片有下列優點:
a.隨著光刻技術的發展,箔式片能保證尺寸準確、線條均勻,故靈敏系數分散性小。尤其突出的是能制成柵長很小(如 0.2mm)或敏感柵圖案特殊的應變片。
b.箔式片柵絲截面為矩形,故柵絲周表面積大,因而散熱性好。這樣,在相同截面積下,允許通過的電流較絲繞式片的大(φ 0.025mm 的康銅比繞式應變片允許電流以約35ma,箔式片可大幾倍),使測量電路有輸出較大信號的可能。另外,表面積大使附著力增加,有利于變形傳遞,因而增加了測量的準確性。
c.箔式片敏感柵橫向部分的線條寬度比縱向部分的大得多,因而單位長度的電阻(ζ),也小很多,使箔式片橫向效應很小 |