电阻应变测试技术最终.pdf

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1、1§2-1电阻应变片2.1.1应变片基本构造与工作原理一、基本结构敏感栅电阻率大，应变电阻系数大，温度电阻系数小，压延性好。铜镍、镍铬、铁铬铝等高阻合金基底、粘接剂、覆盖层作用：定位，传力，保护；要求：绝缘，强度大，易粘贴，蠕变小，滞后小，防潮，热稳定，温度应变小。材料：纸基、胶基、纸浸胶基引线2§2-1电阻应变片二、工作原理金属丝的电阻值R(Ω)和它的长度L(m)、横截面面积A(mm2)、电阻率ρ（Ω·mm2/m）,它们之间的关系为：LdRdLdAdRARLAdLdAdrdL222L

2、ArLdRd12R3§2-1电阻应变片对于金属应变片:ddVmmu(12)VdR12(12)muR对于半导体应变片:dEEu12dR12EER4§2-1电阻应变片dRR/定义金属丝的“灵敏系数”为：K0对于金属应变片:K012m(12)u对于半导体应变片:KE0说明：上述K只是“金属丝”而非“应变片”的灵敏系数；0康铜金属丝m1，故理论上K2；0对于半导体应变片，一般K100.05§2-1电阻应变片2

3、.1.2电阻应变片的类型分类依据：工作温度敏感栅制造方法敏感栅结构基底材料安装方法用途6§2-1电阻应变片2.1.2电阻应变片的类型按工作温度分类分类依据应变片种类备注常温-30~60℃低温低于-30℃工作温度中温60~350℃高温高于350℃7§2-1电阻应变片2.1.2电阻应变片的类型按敏感栅制造方法分类分类依据应变片种类备注丝式应变片箔式应变片敏感栅制造方法薄膜式应变片8§2-1电阻应变片2.1.2电阻应变片的类型按敏感栅结构分类分类依据应变片种类备注单轴应变片敏感栅结构多轴应变片(应变花)复式应变片传感器用栅形9§2-1电阻应变片

4、2.1.2电阻应变片的类型按基底材料分类分类依据应变片种类备注纸基应变片胶基应变片基底材料浸胶玻璃纤维基应变片金属基应变片粘贴或焊接临时基底应变片粘贴或焊接10§2-1电阻应变片2.1.2电阻应变片的类型按安装方法分类分类依据应变片种类备注粘贴式应变片焊接式应变片金属基安装方法喷涂式应变片临时基底埋入式应变片埋入混凝土中测量内部应变11§2-1电阻应变片2.1.2电阻应变片的类型按用途分类分类依据应变片种类备注一般用途应变片应力应变分析、传感器用特殊用途应变片大应变、残余应力或特殊环境中使用用途传感器专用应变片弹模自补偿、蠕变自补偿等应变

5、片12§2-1电阻应变片2.1.3电阻应变片的主要参数与特点B应变片的尺寸标距(栅长)，L;栅宽，B;电阻丝敏感栅工作面积：S=L*B。L电阻值未粘贴，未受力，室温下；标称名义电阻值(生产标准)；出厂:平均电阻，最大偏差。引线机械滞后量接线端子恒温下加、卸载试验，各应力正视图水平下加、卸载时应变值最大偏差13§2-1电阻应变片2.1.3电阻应变片的主要参数与特点零漂与蠕变零漂：温度恒定，被测试件不受力条件下，试件上应变片指示值随时间发生变化的现象。蠕变：与基底传递应变的性质有关。应变极限室温条件下试件加载试验，应变

6、片指示应变与机械应变的相对误差达到规定值(一般为10%)时对应的机械应变应变片工作的上限绝缘电阻敏感栅、引线与被测试件之间的电阻值；绝缘电阻下降导致零漂、测量误差。14§2-1电阻应变片2.1.3电阻应变片的主要参数与特点疲劳寿命恒定幅值的交变应力作用下，应变片连续工作，直到疲劳损坏的循环次数。最大工作电流允许通过应变片而不影响其工作性能的最大电流。15例题：等强度梁静态应变测试采用等强度钢梁，钢梁的μ=0.285，室温、单向受力状梁高h=5mm应变片态，应变片丝栅方向与最大主应变方向一致，采用砝码在梁P一端施加作用力P=0.

7、1KN，测得挠度为1.125mm，实测梁长b=150mm量得电阻由120Ω变为120.12Ω，试求应变片的实际灵敏度K。挠度f=2.5mmR/RK解：⑴△R/R:梁高h=5mm应变片△R/R=（120.12-120）/120=0.001⑵ε:Pσ=Eε=Mh/2I(1)2f=-Mb/2EI(2)梁长b=150mm由上式：2ε=-hf/b=0.0005⑶K:K=△R/R/ε=2挠度y=2.5mm§2-1电阻应变片2.1.3电阻应变片的主要参数与特点§2-1电阻应变片2.1.4应变片的选用与应变片粘结工艺(1)应变片选用

8、按工作环境：温度保证、地下工程中防潮特性好按被测物的材料性质：弹模高，基长小；粗晶粒岩石混凝土选用基长大者按被测试件受力状态和应变性质：应变