應(yīng)變片主要工作特性

1、應(yīng)變電測(cè)簡(jiǎn)述應(yīng)變電測(cè)基本原理用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的大致過(guò)程如下：將作為檢測(cè)元件的電阻應(yīng)變片粘貼或安裝在被測(cè)試的構(gòu)件表面上，然后接入測(cè)量線(xiàn)路（電橋），隨著構(gòu)件受力變形，應(yīng)變片的敏感柵也獲得相應(yīng)的變形，從而使其電阻發(fā)生變化。 此電阻變化與構(gòu)件表面的應(yīng)變成比例，測(cè)量線(xiàn)路產(chǎn)生的輸出信號(hào)經(jīng)放大線(xiàn)路放大后，由指示儀表或記錄儀器指示或記錄。這樣把力學(xué)參數(shù)如壓力、 載荷、位移、應(yīng)力等轉(zhuǎn)換成與之成比例的電學(xué)參數(shù)。用靈敏的惠斯頓電橋測(cè)出電阻值的變化 R/R，就可換算出相應(yīng)的應(yīng)變量，若用被測(cè)物理量來(lái)刻度，就可直讀出非電量，完成了非 電量電測(cè)。用應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的過(guò)程應(yīng)變片主要工作特性應(yīng)變片電阻（R）:應(yīng)變片在未經(jīng)安裝

2、也不受外力的情況下，室溫所測(cè)定的電阻值。應(yīng)變片電阻值的選定主要根據(jù)測(cè)量對(duì)象和測(cè)量?jī)x器的要求，在允許通過(guò)同樣工作電流的情況下，選用較大的應(yīng)變片電阻就可以提高應(yīng)變片的工作電壓，以達(dá)到較高的測(cè)量靈敏度。推薦的應(yīng)變片電阻系列為 60、120、200、350、500、1000歐，由于電阻應(yīng)變儀和其他常用應(yīng)變測(cè)量?jī)x 器測(cè)量電橋的橋電阻習(xí)慣上按120歐設(shè)計(jì)，故120歐的應(yīng)變片為最常用。靈敏系數(shù)（K）:在應(yīng)變片軸線(xiàn)方向的單向應(yīng)力作用下，應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化與安裝應(yīng)變片的試件表面上軸向應(yīng)變的比值，即Rf R L式中，.；：=ALL為試件表面上應(yīng)變片安裝區(qū)的軸向應(yīng)變，是很微小的值，一般用； 或Jm m（長(zhǎng)度相對(duì)變

3、化10-6）表示；RR為由；所引起的應(yīng)變片電阻的相對(duì)變化。機(jī)械滯后（Zj ）：應(yīng)變片安裝在被測(cè)構(gòu)件上之后，在溫度恒定時(shí)，應(yīng)變片的指示應(yīng)變與構(gòu)件表面的機(jī)械應(yīng)變之間為一確定關(guān)系，不論加載或卸載過(guò)程都應(yīng)當(dāng)如此。然而試驗(yàn)表明，對(duì)于同一機(jī)械應(yīng)變量，應(yīng)變片的指示應(yīng)變有一個(gè)差值j，此差值即為機(jī)械滯后。 機(jī)械滯后的產(chǎn)生，主要是敏感柵、基底和粘接劑在承受機(jī)械應(yīng)變之后留下的殘余應(yīng)變所致。制造或安裝應(yīng)變片時(shí)，如果敏感柵受到不適當(dāng)?shù)淖冃?，或粘接劑固化不充分，都?huì)使機(jī)械滯后增加。應(yīng)變?cè)谳^高的溫度下工作時(shí)，機(jī)械滯后也會(huì)顯著增大。零點(diǎn)漂移（P）和蠕變（二）：對(duì)于已安裝好的應(yīng)變片，當(dāng)溫度恒定時(shí)，即使被測(cè)構(gòu)件未承 受應(yīng)力，應(yīng)變

4、片的指示應(yīng)變也會(huì)隨時(shí)間增加而逐漸變化，這一變化即稱(chēng)為零點(diǎn)漂移，或簡(jiǎn)稱(chēng)零漂。如果溫度恒定，應(yīng)變片并承受恒定的機(jī)械應(yīng)變，這時(shí)指示應(yīng)變隨時(shí)間的變化稱(chēng)為蠕變。應(yīng)變極限（；Lm ）：對(duì)于已安裝的應(yīng)變片，其應(yīng)變極限是指在溫度恒定時(shí)，指示應(yīng)變與被 測(cè)構(gòu)件真實(shí)應(yīng)變的相對(duì)誤差不超過(guò)一定數(shù)值時(shí)的真實(shí)應(yīng)變值。應(yīng)變儀原理電阻應(yīng)變片的功能是將應(yīng)變；轉(zhuǎn)換為電阻的變化R,普通電阻應(yīng)變片的 K=22.5、R=100500歐，被測(cè)材料的應(yīng)變又很小，因而應(yīng)變片的阻值變化R也很小。為了便于測(cè)量，需要將此微小信號(hào)進(jìn)行放大，這就需要電阻應(yīng)變儀來(lái)完成。它的工作原理就是將應(yīng)變片接入電阻應(yīng)變儀的電橋線(xiàn)路，將應(yīng)變變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)放大

5、器放大后由檢測(cè)儀表或記錄儀器指示出應(yīng)變值。主要由電橋、放大器、濾波器、自平衡電路、數(shù)據(jù)記錄儀等幾部 分組成。電橋：電橋的作用是將電阻變化信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)。放大器：將電橋送來(lái)的微弱信號(hào)進(jìn)行不失真放大，輸出足夠的功率。由于材料的變形引起的電阻變化 R是個(gè)很小的值，通過(guò)電橋?qū)㈦娮栉⒘孔兓D(zhuǎn)換成電壓或電流的變化，一般在微伏到毫伏級(jí)，要處理該信號(hào)，就要求放大器有足夠高的增益。特別是前置放大器， 它是應(yīng)變儀中的關(guān)鍵部件，其漂移和噪聲要極小。濾波器：將信號(hào)波形的高頻成分濾掉，使其具有平坦的幅頻特性和較線(xiàn)性的相頻特性， 有較高的信噪比。平衡電路：當(dāng)橋路存在固有不平衡時(shí)，前置放大器輸出一個(gè)不平衡電壓，自

6、動(dòng)平衡電路亦輸出一個(gè)與其幅度相等方向相反的補(bǔ)償電壓，使其相互抵消，放大器輸出為零。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：帶有微處理器的數(shù)據(jù)采集儀可完成信號(hào)的記錄、存儲(chǔ)，配合應(yīng)用軟件還可實(shí)現(xiàn)高級(jí)頻譜分析、結(jié)果修正及應(yīng)變花計(jì)算等。應(yīng)變電測(cè)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)（1）電阻應(yīng)變片的尺寸小，重量輕。它粘貼在構(gòu)件表面上對(duì)構(gòu)件的工作狀態(tài)和應(yīng)力分布 影響小，能夠較好地測(cè)出應(yīng)變；也可以利用幾個(gè)應(yīng)變片組成應(yīng)變花測(cè)量并計(jì)算出復(fù)雜應(yīng)力狀 態(tài)下某點(diǎn)處主應(yīng)力的大小和方向。測(cè)量范圍廣。一般能測(cè)量幾十到數(shù)萬(wàn)微應(yīng)變，用高精度、高穩(wěn)定性的測(cè)量系統(tǒng)和半 導(dǎo)體應(yīng)變片可以測(cè)出10-2量級(jí)的微應(yīng)變。（3）用途廣泛?？梢灾苯訙y(cè)量應(yīng)變和其他一些物理量，還可以制成測(cè)量各種物理量的傳 感器；可用于設(shè)計(jì)方案的比較、計(jì)量，也可用于生產(chǎn)過(guò)程的控制；可在實(shí)驗(yàn)室里使用，也可 在現(xiàn)場(chǎng)條件下使用。(4)與其他應(yīng)變測(cè)量相比，測(cè)量精度較高。應(yīng)變式傳感器的精度可達(dá)0.1%以上。可以在各種比較復(fù)雜或惡劣的環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量：如從-270 C(液氮溫度)的低溫到+1000 C的高溫；