作业帮电阻应变片工作及测量原理
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/11/07 22:42:43
电阻应变片工作及测量原理
电阻应变片也称电阻应变计,简称应变片或应变计,是由敏感栅等构成用于测量应变的元件.它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化.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.
电阻应变片的工作原理是基于应变效应.电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关.将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化.
dR/R=Ks*ε
其中,Ks为材料的灵敏系数,其物理意义是单位应变的电阻变化率,标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否.ε为测点处应变,为无量纲的量,但习惯上仍给以单位微应变,常用符号με表示.
由此可知,金属丝在产生应变效应时,应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系,这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础.
电阻应变片的粘贴步骤 ●检查：外观、电阻值、修整
●试件表面处理：光洁度要求、划定位线
●粘贴：厚度、方法
●固化处理
●粘贴质量的检查：电阻值和绝缘电阻值
●接线端子的焊接、导线的固定
●防潮处理
电阻应变片的种类 （1）丝绕式
用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片,目前广泛使用的有半圆弯头平绕式,这种电阻片多用纸底和纸盖,价格低廉,适于实验室广泛使用,缺点是精度较差,横肉向效应系数较大.
（2）短接式
这种电阻片的制作比较容易,在一排拉直的电阻丝之间,在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路,这种电阻片有用纸底的,也有用胶底的.短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证,而且横向效应系数近于零.
（3）箔式电阻片
它是在合金箔（康铜箔或镍铬箔）的一面涂胶形成胶底,然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的,所以几何形状和尺寸非常精密,而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面,所以粘贴牢固,丝的散热性能好,横向效应系数也较低,和丝绕式应变片相比,箔式片有下列优点：
a.随着光刻技术的发展,箔式片能保证尺寸准确、线条均匀,故灵敏系数分散性小.尤其突出的是能制成栅长很小（如 0.2mm）或敏感栅图案特殊的应变片.
b.箔式片栅丝截面为矩形,故栅丝周表面积大,因而散热性好.这样,在相同截面积下,允许通过的电流较丝绕式片的大（φ 0.025mm 的康铜比绕式应变片允许电流以约35Ma,箔式片可大几倍）,使测量电路有输出较大信号的可能.另外,表面积大使附着力增加,有利于变形传递,因而增加了测量的准确性.
c.箔式片敏感栅横向部分的线条宽度比纵向部分的大得多,因而单位长度的电阻（ζ）,也小很多,使箔式片横向效应很小.
d.箔式片均为胶基,故绝缘性好,蠕
电阻应变片的工作原理是基于应变效应.电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外,还与金属丝的长度,横截面积有关.将金属丝粘贴在构件上,当构件受力变形时,金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化,进而发生电阻变化.
dR/R=Ks*ε
其中,Ks为材料的灵敏系数,其物理意义是单位应变的电阻变化率,标志着该类丝材电阻应变片效应显着与否.ε为测点处应变,为无量纲的量,但习惯上仍给以单位微应变,常用符号με表示.
由此可知,金属丝在产生应变效应时,应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系,这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础.
电阻应变片的粘贴步骤 ●检查：外观、电阻值、修整
●试件表面处理：光洁度要求、划定位线
●粘贴：厚度、方法
●固化处理
●粘贴质量的检查：电阻值和绝缘电阻值
●接线端子的焊接、导线的固定
●防潮处理
电阻应变片的种类 （1）丝绕式
用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片,目前广泛使用的有半圆弯头平绕式,这种电阻片多用纸底和纸盖,价格低廉,适于实验室广泛使用,缺点是精度较差,横肉向效应系数较大.
（2）短接式
这种电阻片的制作比较容易,在一排拉直的电阻丝之间,在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路,这种电阻片有用纸底的,也有用胶底的.短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证,而且横向效应系数近于零.
（3）箔式电阻片
它是在合金箔（康铜箔或镍铬箔）的一面涂胶形成胶底,然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的,所以几何形状和尺寸非常精密,而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面,所以粘贴牢固,丝的散热性能好,横向效应系数也较低,和丝绕式应变片相比,箔式片有下列优点：
a.随着光刻技术的发展,箔式片能保证尺寸准确、线条均匀,故灵敏系数分散性小.尤其突出的是能制成栅长很小（如 0.2mm）或敏感栅图案特殊的应变片.
b.箔式片栅丝截面为矩形,故栅丝周表面积大,因而散热性好.这样,在相同截面积下,允许通过的电流较丝绕式片的大（φ 0.025mm 的康铜比绕式应变片允许电流以约35Ma,箔式片可大几倍）,使测量电路有输出较大信号的可能.另外,表面积大使附着力增加,有利于变形传递,因而增加了测量的准确性.
c.箔式片敏感栅横向部分的线条宽度比纵向部分的大得多,因而单位长度的电阻（ζ）,也小很多,使箔式片横向效应很小.
d.箔式片均为胶基,故绝缘性好,蠕