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基本知識

應變計選擇方法

發布時間:2017-02-07 23:53:21


在實際應用中,應遵循試驗或應用條件(即應用精度、環境條件包括溫度,濕度,環境惡劣狀況,各類干擾,共模共地問題、試件材料大小尺寸、粘貼面積、曲率半徑、安裝條件等)為先,試件或彈性體材料狀況(材料線膨脹系數、彈性模量、結構、大概受力狀況或應力分布狀況等)次之的原則,利用上述內容來選用與之匹配為最佳性價比的應變計。下表列出了選擇應變計應考慮的內容,僅適用于常規情況,不包括核輻射、強磁場、高離心力等特殊場合

(A)選擇應變計的步驟

(1)首先根據應用精度、環境條件選擇應變計的系列。

(2)根據試件材料大小尺寸、粘貼面積、曲率半徑、安裝條件、應變梯度選擇敏感柵柵長。

(3)根據應變梯度、應力種類、散熱條件、安裝空間、應變計電阻等選擇敏感柵結構。

(4)根據使用條件、功耗大小、最大允許電壓等選擇標稱電阻。

(5)根據試件材料類型、工作溫度范圍、應用精度選擇溫度自補償系數或彈性模量自補償系數。

(6)根據彈性體的固有蠕變特性、實際測試的精度、工藝方法、防護膠種類、密封形式等選擇蠕變補償代號。

(7)根據實際需要選擇應變計的引線連接方式。

(B)選擇應變計的方法

(1)應變計敏感柵長度的選擇:

應變計在加載狀態下的輸出應變是敏感柵區域的平均應變。為了獲得真實的測量值,通常應變計的柵長應不大于測量區域半徑的1/5~1/10。柵長較長的應變計具有易于粘貼和接線、散熱性好等優點,對應變計的性能有一定的改善作用,但應根據實際測量需要進行選擇,對于應變場變化不大和一般傳感器用途,我們推薦用戶選用柵長3~6mm的應變計。如果對非均勻材料(如混凝土、鑄鐵、鑄鋼等)進行應變測量,應選擇柵長不小于材料的不均勻顆粒尺寸的應變計,以便比較真實地反映結構內的平均應變。對于應變梯度大的應變測量,應盡量選用敏感柵長度較小的應變計。

(2)應變計敏感柵材料和基底材料的選擇:

60℃以內、長時間、最大應變量在1000μm/m以下的應變測量,一般選用以康銅合金或卡瑪合金箔為敏感柵、改性酚醛或聚酰亞胺為基底的應變計(BE 、ZF 、BA 及日用衡器類應變計系列);150 ℃以內的應變測量,一般選用以康銅、卡瑪合金箔為敏感柵、聚酰亞胺為基底的應變計(BA 系列);60 ℃以內高精度傳感器常用以康銅合金或卡瑪合金箔為敏感柵、改性酚醛為基底的應變計(BF 、ZF 系列)。

(3)應變計敏感柵結構型式的選擇:

測量未知主應力方向試件的應變或測量剪應變時選用多軸應變計,前者可用三軸互相夾角為45°,或60°,或120°等的應變計,后者用夾角為90°的二軸應變計;測量已知主應力方向試件的應變時,可選用單軸應變計;用于壓力傳感器的應變計可選用圓形敏感柵的多軸應變計;測量應力分布時,可選用排列成串或成行的5~10個敏感柵的多軸應變計。
應變計電阻多軸應變計;測量應力分布時,可選用排列成串或成行的5~10個敏感柵的多軸應變計。

(4)柵間距的選擇

我公司生產的雙軸應變計的柵間距一般有L6= 6.0, L68=6.8, L7=7.0, L8=8.0,L0=10.5,L2=12.0,L4=14.0等,用戶可根據需要自由選擇不同柵間距的應變計。

(5)應變計電阻的選擇

應變計電阻的選擇應根據應變計的散熱面積、導線電阻的影響、信噪比、功耗大小來選擇。對于傳感器一般推薦選用350Ω、1000Ω電阻的應變計。對于應力分布試驗、應力測試、靜態應變測量等,應盡量選用與儀器相匹配的阻值,一般推薦選用120Ω、350Ω的應變計。

(6)極限工作溫度的選擇

此溫度表示應變計的極限工作溫度,在極限工作溫度不高于℃時,一般在我們的產品命名中將省略此項。

(7)溫度及彈性模量自補償系數的選擇

應變計溫度及彈性模量自補償系數的選擇可參照溫度自補償功能及彈性模量自補償功能中所述來進行選擇。

(8)蠕變標號的選擇

應變計型號中N※、T※為蠕變標號,標號不同,蠕變值不同,其規律是:相鄰標號之間實際蠕變值相差0.01~0.015%FS/30min。用戶在選擇應變計蠕變標號時可參照蠕變自補償功能中所述的選用方法

(9)接線方式的選擇

我公司生產的電阻應變計有多種接線方式,分為:

①標準引線方式,BQ、BA、BB、ZF、ZCF、ZFF系列和結構形式為KA、BA、CA、BC、CB、CC、FD、AA-W、HA-W的應變計接線方式為圓柱狀引線;BE、BF、BCF、BFF、RNF、RBF系列應變計接線方式為帶狀引線。引線長度除HA系列的帶狀引線為25±2mm,其余均為30±3mm。

②帶狀引線方式,HA系列的引線長度為25mm和其余應變計引線長度為30mm時,型號中不必體現引線,除此以外,必須注明引線長度。

③其它引線方式,如漆包線、高溫導線等。


(C)常用應變計參數選擇時考慮的內容

進行應變測量或制造傳感器時都必須根據實際情況選擇應變計。如下表列出了選擇應變計參數應考慮的內容,僅適用于常規情況,不包括核輻射、強磁場、高離心力等特殊場合。

選擇步驟選擇參數考慮內容
1柵長1.應變梯度;2.最大應變面積;3.所需精度;4.靜態應變穩定性;
5.最大應變值;6.交替安裝循環次數;7.散熱;8.安裝方便
2敏感柵的結構形狀1.應變梯度;2.應力維數;3.散熱條件;4.安裝空間5.有否合適的應變計電阻;6.蠕變
3應變計系列1.應變測量類型(靜態、動態、野外等);2.工作溫度;3.測試周期;4.應變循環次數;5.所需精度;6.安裝方便
4應變計電阻1.散熱;2.導線電阻的影響;3.信噪比
5溫度自補償系數或1.試件材料;2.工作溫度范圍;3.所需精度
彈性模量自補償系數
6蠕變補償代號1.彈性體固有蠕變;2.防護膠;3.密封形式;4.工藝方法;5.所需精度


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