2-电阻应变测试技术PPT.pptVIP

;;;§2-0 概述;;2 构造：电阻丝 基底与覆盖层 引线;2 构造 （1）电阻丝：敏感材料，关键性部分。 要求：电阻率大，应变电阻系数大，温度电阻系数小，压延性好。 材料：铜镍、镍铬、铁铬铝等高阻合金、半导体材料。 （2）基底与覆盖层：定位，传力，保护 要求：绝缘，强度大，易粘贴，蠕变小，滞后小，防潮，热稳定，温度应变小。 材料：纸基、胶基、纸浸胶基 （3）引线：Φ0.15-0.18的镀锡（铱、银）软铜线。;3 分类 (1)金属类 ①金属丝式应变片：丝绕式、短接式 Φ0.01-0.05mm ，响应时间为10-7s， 散热效果差，许用电流低。 圆角线栅，横向效应大； 直角线栅，制作复杂。;3 分类 ②箔式应变片 3- 10μm厚的康铜或其它合金膜，光刻印刷。 照相腐蚀成形法，集成电路制造技术。目前主要使用的一种传感器。横向效应小，散热好于丝式。 ③薄膜式应变片：800℃ 厚度≤0.1μm的金属薄膜，真空电镀制造，用于高温等特殊条件;3 分类 ;3 分类 （3）应变花: 在一个基底上有几个按一定角度排列的敏感栅的应变片。 用于主应力方向未知条件测量。 自补偿应变片：用于高低温和温差大的条件;4 应变片的参数和工作特性 （1）灵敏系数 单向受力状态下，敏感栅纵向中心线与应力方向平行时，应变片电阻值的相对变化与沿其纵向的应变之比值。;4 应变片的参数和工作特性 （2）横向效应 应变片这种既受轴向应变影响，又受横向应变影响而引起电阻变化的现象称为横向效应。;4 应变片的参数和工作特性 （3）应变片的规格——几何参数 应变片的敏感栅工作面积：应变片敏感栅长宽之积， l-栅长标距 b-栅宽 注意：尽量选用栅长大、 栅宽小的应变片。;4 应变片的参数和工作特性 （4）应变片电阻值:指应变片在未安装、不受外力、室温 条件下的电阻值。 单片阻值：单个应变片的标定电阻值。 标准名义阻值 ：人为规定的生产标准，为一定值，如120Ω、240Ω。一般应变仪是按120Ω应变片要求设计的。 平均名义阻值：一批应变片抽样标定，电阻值取平均、求公差。如120 ±0.5%或120±0.6Ω。;4 应变片的参数和工作特性 （5）机械滞后量：恒温时，在加、卸载过程中对各个应力水平分别测得的指示应变量的最大差值。 产生原因:金属丝、粘贴剂、基底等的残余变形，在测试时尚未完全释放。 消除方法：采用优质片，正确选择粘合剂及粘贴工艺。如用于制造传感器，标定前应作循环加载以消除滞后影响。;4 应变片的参数和工作特性 （6） 零漂、蠕变 零漂：不受力、温度均不变时，应变测量值依然产生变化。 产生原因：应变片受潮后，绝缘电阻降低，或通电后产生的热电势造成的。 蠕变：恒温情况下，受恒定机械应变时，应变测值随时间而变化。 产生原因：胶层传递应变“滑动”。;4 应变片的参数和工作特性 （7）应变极限：应变片最大应变测量值。 一般规定：应变片显示的值与机械应变的相对误差达到规定标准（一般10%）时的机械应变即为应变极限。此时，认为应变片失去了工作能力。 （8）绝缘电阻：敏感栅及引线与被测试件之间的电阻值。 应变片粘结层固化程度和是否受潮的标志。 一般静态30MΩ，动态50MΩ。 ;4 应变片的参数和工作特性 （9）动态测量时的特性 疲劳寿命：应变片承受特定的交变荷载至破坏（脱片、断栅等）时的使用次数。通常106~107 频率响应：应变波由试件传递到应变片所需时间为动态频率响应时间，金属丝式τ为10-7s，半导体式τ为10-11s，可以认为应变片是基本没有惯性的。;4 应变片的参数和工作特性 （10）应变片的许用电流:不影响工作特性的最大电流。 控制应变片的工作温度，以防烧毁，其具体数值由厂家提供。 一般丝式应变片许用电流为20～25mA，测动态时可达75～100mA。箔式应变片散热性能好，可达200mA以上。;5 应变片的选用与应变片粘结工艺 (1) 应变片选用： 1 工作环境 合适温度范围的应变片、地下工程中防潮特性好 2 被测物的材料性质 弹模高，基长小；粗晶粒岩石或混凝土选用基长长 3 按被测试件受力状态和应变性质：应变花 变化大选用基长小，变化小选用基长大 4 按测量精度： 基底材料 ，考虑动态和静态电阻值要求 ;5 应变片的选用与应变片粘结工艺 (2)应变片粘结工艺： 1 应变片检查:外观检查、电阻值检查 2 表面处理:刮刀除锈、砂布打磨、脱脂棉擦洗、吹风机烘干;5 应变片的选用与应变片粘结工艺 (2)应变片粘结工艺： 3 贴片与固化:画线、涂胶、用玻璃纸压、调整、补胶;5 应变片的选用与应变片粘结工艺 (2)应变片粘结工艺： 4 粘贴质量检查:外观检查、电