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基本知識

電阻應變計參數

發布時間:2017-02-07 23:53:21


一、敏感柵電阻

兩焊點之間的電阻為敏感柵電阻。敏感柵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。應變計電阻大,可以減小導線電阻對電路靈敏度的影響,并能提高電路的信噪比。然而,在面積有限的情況下,若阻值太高,則應變計的柵條應特別細,對任何一點劃痕、針孔、缺口都比較敏感,與基底的粘結力也將下
降,穩定性變差,給制造和使用都帶來一定的困難。

我公司提供常用應變計的電阻值有:60Ω、120Ω、350Ω、500Ω、600Ω、650Ω、750Ω、1000Ω、1100Ω、2000Ω等。

二、敏感柵柵長

應變片中把應變量變換成電量部分的長度,如圖1所示。柵長是應變計選擇的一個重要參數。應變計的輸出是敏感柵覆蓋面積內的平均應變, 在應力集中區域,峰值應變常局限在很小的區域內,若選用較大柵長的應變計,將造成明顯的測量誤差,如圖2曲線圖所示,對于傳感器則靈敏度下降。然而, 過小柵長的應變計(如柵長小于3mm),許多性能將下降,尤其是應變極限蠕變、靜態測量穩定性以及疲勞壽命等。   

較長的應變計有許多優點,如易于粘貼和接線,散熱性好,單位面積上的功耗小。這對于在塑料和其它熱傳遞性能不佳的試件上使用的應變計來說是十分重要的。散熱不良,將造成敏感柵、基底、粘結劑和試件表面的局部高溫,從而嚴重影響應變計的性能和精度。此外,對于非均勻材料,如混凝土、鑄鐵、鑄鋼等,一般要求柵長大于材料的不均勻尺寸,才能比較真實的反映結構內的平均應變。然而,柵長也不是越長越好。過長的應變計性能改善并不多,粘貼質量不易保證,而且過短或過長的應變計成本較高。綜上所述,應用于金屬材料上的測量,一般都選擇柵長為3~6mm的應變計。

三、應變計的敏感柵結構型式及圖樣

敏感柵結構形狀包括敏感柵的形狀、數目和方向,橫柵尺寸,焊端的形狀及分布,敏感柵的橫向寬度等,現以中航電測儀器股份有限公司應變計分類方法來做介紹:可分為單軸應變計,多軸應變計和復式應變計。

(1)單軸應變計的主要特征是具有單一敏感柵,用于測量敏感柵軸線方向應變。結構型式有“AA”和“AB”兩種。其中“AA”的敏感柵為單軸水平方向結構型式;“AB”為單軸45°敏感柵結構型

(2)雙柵應變計的主要特征是有兩個敏感柵,兩柵軸向相互成90°或0°,一般情況下,使用這些應變計必須事先預知其應力或應變方向。主要的結構型式有“BB”“HA”“GB”“FB”四種。其中“BB”兩柵互相垂直,即“T””型應變計,主要用于測試軸向應變和橫向應變(也稱泊松應變);“HA”兩柵互相垂直成90°,與水平方向成45°,即“V”型應變計,主要用于測量剪切應力、扭矩等物理量;“GB”兩柵處于同一軸向,主要用于測量處于同一軸向而受力方向不同的材料或結構。“FB”兩柵互相平行,主要用于測量并排的不同梯度應力或應變。

(3) 多軸應變計又稱應變花,在同一基底上有兩個或兩個以上敏感柵排列成不同方向,用于測量主應力方向未知的面應力或點應力。一般情況下,在需要確定應力的材料上,粘貼應變片來測量三個方向的應力或應變,通過特定的計算公式來計算其應力大小和應力方向,三軸互相夾角有45°,60°或120°等。主要結構型式有“BA”、“CA”、“CC”、“CAK”、“CDK” 、“BC”、“CB”四種,其中“BA” “CA” “CC” 用于測量平面應力, “BC” “CB” 用于測量點應力,“CAK”“CDK”用于測量殘余應力。

(4)復式應變計是在同一基底上將多個敏感柵排列成所需形狀,且連接電路回路,它主要用于傳感器。如圓膜片(KA)


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