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1电阻应变计基本原理与电阻应变计基本原理与使用方法使用方法口口口口口口口口口口一.电阻应变片简述电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm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。电阻应变测量技术电阻应变测量技术机械量电量电阻应变片电阻应变测量技术的优点：1、应变片尺寸小、重量轻，安装方便。2、测量灵敏度与精度高。me3、测量应变的范围广。4、可测量应力梯度较大的构件的应变。大应变点应变5、频率响应好。可测动应变6、可测量特殊环境下的应变。7、可以实行测量结果的数字化和计算机处理。8、可以制成各种传感器。电阻应变测量系统注意：1、只能测量构件表面的应变。2、应变片的测量值反映的是敏感栅下所覆盖面积下的平均值。3、是局部测量。（逐点测量）全场测量：光弹性法。电阻应变计电阻应变计基底丝栅焊点引线电阻应变计电阻应变计箔式应变片的优点：b1、尺寸精确，线条均匀，灵敏系数、电阻值离散小。b2、横向效应小，粘结面积大，粘贴牢固，散热性好。b3、光刻腐蚀可制成各种应变花及小标距应变片。b4、耐潮湿，绝缘性好，蠕变及机械滞后小。b5、便于成批生产，质量好，成品率高。应变测量系统框图应变测量系统框图应变片电阻应变仪记录设备数字式静态应变仪动态应变仪示波器光线振子示波器毫伏表磁带记录仪X-Y记录仪数据采集器：应变片的灵敏系数。二.电阻应变效应灵敏系数)21(LdLdRdRmrr++=errmdK++=)21(0xRRKeΔ=(basemetal)-ResistivitychangesgovernedbyTheeffectofgaugegrid,basematerialelongationandresistivitychangesmaybecombinedtogive.:()TTSRRgTΔ+Δ∝-=⎟⎠⎞⎜⎝⎛ΔΔgbThismaybeminimizedbylettingβ=αandusingmaterialswithalowvalueofγTΔ=∝Δll/TRRΔ=Δg/应变片的粘贴技术和防护应变片的粘贴技术和防护（一）应变片的筛选1、外观检查2、测量应变片的初始电阻值（二）构件表面处理（三）贴片（四）固化（五）导线焊接与固定接线端子（六）粘贴质量检查（七）应变片的防潮保护粘贴技术粘贴技术应变计的粘贴工艺应变计的粘贴工艺应变计粘结剂应变计粘结剂11．氰基丙烯酸脂粘结剂．氰基丙烯酸脂粘结剂牌号为501、502、504和661等的粘结荆均属此类型。这是一种化学反应型粘结剂。22．环氧树脂粘结剂．环氧树脂粘结剂这种粘结剂是以环氧树脂为粘料，加入适量的固化剂、增塑剂而成。环氧树脂是含有环氧基的线型高分子化合物，加入固化剂后形成体型结构，具有很强的粘结力。这种粘结剂具有绝缘电阻高、防水、耐油、耐化学药品以及固化不收缩，不会造成应变计残余应力等优点。虽然性脆，但加入适量的增塑剂可提高韧性。应变计的粘贴工艺应变计的粘贴工艺应变计的粘贴工艺包括：应变计的粘贴工艺包括：11、构件测点部位的表面处理；、构件测点部位的表面处理；22、应变计的粘贴、应变计的粘贴、、固化；固化；33、导线的焊接；、导线的焊接；44、应变计和引线的防护以及贴片质量检、应变计和引线的防护以及贴片质量检查等。查等。这是电测技术中的一个关键环节，其这是电测技术中的一个关键环节，其中任何一道工序的质量未能保证，都将直中任何一道工序的质量未能保证，都将直接影响测试结果。接影响测试结果。应变计准备应变计准备贴片前，将待用的应变计进行外观检查和阻值测量。外观检查可凭肉眼或借助放大镜进行，目的在于观察敏感栅有无锈斑，缺陷，是否排列整齐，基底和覆盖层有无损坏，引线是否完好。阻值测量可用4位惠斯登电桥或数字欧姆表，目的在于检查敏感栅是否有断路、短路，并进行阻值分选，对于共用温度补偿的一组应变计，阻值相差不得超过±0.5。同一次测量的应变计，灵敏系数必须相同。构件表面处理构件表面处理对于钢铁等金属构件，首先是清除表面油漆、氧对于钢铁等金属构件，首先是清除表面油漆、氧化层和污垢；然后磨平或锉平，并用细砂布磨光。通化层和污垢；然后磨平或锉平，并用细砂布磨光。通常称此工艺为常称此工艺为““打磨打磨””。打磨光洁度应达▽。打磨光洁度应达▽55左右。对非左右。对非常光滑的构件常光滑的构件，，则需用细砂布沿则需用细砂布沿4545°°方向交叉磨出一些方向交叉磨出一些纹路，以增强粘结力纹路，以增强粘结力。。打磨面积约为应变计面积的打磨面积约为应变计面积的55倍倍左右。打磨完毕后，用划针轻轻划出贴片的准确方位。左右。打磨完毕后，用划针轻轻划出贴片的准确方位。表面处理的最后一道工序是清洗。即用洁净棉纱表面处理的最后一道工序是清洗。即用洁净棉纱或脱脂棉球蘸丙酮或其它挥发性溶剂对贴片部位进行或脱脂棉球蘸丙酮或其它挥发性溶剂对贴片部位进行反复擦洗，直至棉球上见不到污垢为止。反复擦洗，直至棉球上见不到污垢为止。贴片贴片贴片工艺随所用粘结剂不同而异，用贴片工艺随所用粘结剂不同而异，用502502胶贴胶贴片的过程是，待清洗剂挥发后片的过程是，待清洗剂挥发后，，先在贴片位置滴先在贴片位置滴一点一点502502胶，用应变计背面将胶水涂匀，然后用胶，用应变计背面将胶水涂匀，然后用镊子拨动应变计，调整位置和角度。定位后，在镊子拨动应变计，调整位置和角度。定位后，在应变计上垫一层聚乙烯或四氟乙烯薄膜应变计上垫一层聚乙烯或四氟乙烯薄膜，，用手指用手指轻轻挤压出多余的胶水和气泡轻轻挤压出多余的胶水和气泡。。待胶水初步固化待胶水初步固化后即可松开。后即可松开。粘贴好的应变计应保证位置准确，粘结牢固、粘贴好的应变计应保证位置准确，粘结牢固、胶层均匀、无气泡和整洁干净。胶层均匀、无气泡和整洁干净。导线的焊接与固定导线的焊接与固定粘结剂初步固化后，即可进行焊线。常温静态测量可使用双芯多股铜质塑料线作导线，动态测量应使用三芯或四芯屏蔽电缆作导线。应变计和导线间的连接最好通过接线端子，焊点应确保无虚焊。导线最好与试件绑扎固定，导线两端应根据测点的编号作好标记。贴片质量检查贴片质量检查贴片质量检查包括外观检查、电阻和绝缘电阻贴片质量检查包括外观检查、电阻和绝缘电阻测量。外观检查主要观察贴片方位是否正确，应测量。外观检查主要观察贴片方位是否正确，应变计有无损伤，粘贴是否牢固和有无气泡等。测变计有无损伤，粘贴是否牢固和有无气泡等。测量电阻值可以检查有无断路、短路。绝缘电阻是量电阻值可以检查有无断路、短路。绝缘电阻是最重要的受检指标。绝缘好坏取决于应变计的基最重要的受检指标。绝缘好坏取决于应变计的基底，粘贴不良或固化不充分的应变计往往绝缘电底，粘贴不良或固化不充分的应变计往往绝缘电阻低。阻低。应变计及导线的防护应变计及导线的防护应变计受潮会降低绝缘电阻和粘结强度，严重应变计受潮会降低绝缘电阻和粘结强度，严重时会使敏感栅锈蚀；酸，碱及油类浸入甚至会时会使敏感栅锈蚀；酸，碱及油类浸入甚至会改变基底和粘结剂的物理性能。改变基底和粘结剂的物理性能。为了防止大气中游离水分和雨水、露水的为了防止大气中游离水分和雨水、露水的浸入，在特殊环境下防止酸、碱、油等杂质侵浸入，在特殊环境下防止酸、碱、油等杂质侵入，对已充分干燥、固化，并已焊好导线的应入，对已充分干燥、固化，并已焊好导线的应变计，应立即涂上防护层。变计，应立即涂上防护层。常用室温防护剂有：常用室温防护剂有：11．凡士林；．凡士林；22．蜂蜡；．蜂蜡；33．石蜡，炮油和松香．石蜡，炮油和松香混合物；混合物；44．环氧树脂．环氧树脂实验时，将应变片粘贴在试件表面需测应变的点处和方向上，当该点沿应变片方向产生应变e时，应变片也随之变形，致使应变片的电阻值产生一个变化量ΔR。三.应变仪电桥原理()()043214231URRRRRRRRUi⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++-=0If4231==EThenRRRRbridgebalancedA..3241eiRRRRor=()⎥⎦⎤⎢⎣⎡Δ-Δ+Δ-Δ+=Δ44332211221210RUURRRRRRRRRRRixRRKeΔ=两端的电压降为：温度补偿片在实验中,如果温度发生变化,应变片的阻值将随之改变,故测量结果中也将包括温度改变引起的虚假应变。为了消除温度的影响，常采用补偿片法。即在与被测试件材