应变片原理、应用电路图、选用方法与原则……

Akar

一、应变式传感器原理

电阻应变片的基本构造如图
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它一般由敏感栅、基底、引线、盖片等组成。敏感栅由直径为0.01-0.05mm、高电阻系数的细丝弯曲而成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏感栅用粘合齐将其固定在基底上。基底的作用应保证将构件上应变准确地传递到敏感栅上去。因此它必须作得很薄，一般为0.03-0.06mm，使它能与试件及敏应变片的基本构造感栅牢固地粘结在一起。另外它还应有良好的绝缘性能、抗潮性能和耐热性能。基底材料有纸、胶膜、玻璃纤维布等。纸具有柔软、易于粘贴、应变极限大和价格低廉等优点，但耐温耐湿性差，一般工作温度低于70℃下采用。为了提高耐湿耐久性和使用温度，可浸以酚醛树脂类粘合剂使用温度可提高至180℃，且时间稳定性好，适用于测力等传感器使用。胶膜基底是由环氧树脂、酚醛树脂、聚脂树脂和聚酰亚胺等有机粘合剂制成的薄膜，胶膜基底具有比纸更好的柔性、耐湿性和耐久性，且使用温度可达100-300℃。玻璃纤维布能耐400-450℃高温，多用做中温或高温应变片基底。引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1-0.2mm低阻镀锡铜丝制成，并与敏感栅两输出端相焊接。
　　在测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的变形，从而使其电阻随之发生变化，而此电阻变化是与试件应变成比例的，因此如果通过一定测量线路将这种电阻变化转换为电压或电流变化，然后再用显示记录仪表将其显示记录下来，就能知道被测试件应变量的大小。
[编辑本段]应变式传感器的优点及应用
　　应变式传感器具有很多优点：
　　1、分辨力高，能测出极微小的应变，如1-2微应变；
　　2、误差较小，一般小于1%；
　　3、尺寸小、重量轻。
　　4、测量范围大，从弹性变形一直可测至塑性变形（1-2%），最大可达20%；
　　5、既可测静态，也可测快速交变应力；
　　6、具有电气测量的一切优点，如测量结果便于传送、记录和处理；
　　7、能在各种严酷环境中工作。如从宇宙真空至数千个大气压；从接近绝对零度低温至近1000℃高温；离心加速度可达数十万个“g”；在振动、磁场、放射性、化学腐蚀等条件下，只要采取适当措施，亦能可靠地工作；
　　8、价格低廉、品种多样，便于选择和大量使用。

扩展阅读：
1.应变式传感器介绍 http://www.tg688.com/shownews.asp?id=91


二、应变片使用电路参考图片








三、电阻应变片选用方法与原则

(一)应变片结构形式的选择
根据应变测量的目的、被测试件的材料和其应力状态以及测量精度，选择应变片的形式，对于测试点应力状态是一维应力的结构．可以选用单轴应变片，已经知道主应力方向的二维应力结构，可以使用直角应变花，并使其中一条应变栅与主应力方向一致，如主应力方向未知就必须使用三栅或四栅的应变花。对于传感器设计来说．应变片的形式主要决定于弹性体的结构，如柱式、板环、双孔平行梁等弹性体，他们采样正应力或弯曲应力，所以应变片均采用单轴应变片，如金钟公司生产的BA350—2AA系列。

另外象剪切桥式、轮辐式、剪切悬臂式、三梁剪切式弹性体一般使用双轴45。应变片，如金钟公司生产的BA350—2HA系列。平膜片压力传感器多采用全桥圆形应变片，根据丝栅部分的外径分规格，目前金钟公司生产的主要有7、8、10三个规格的BA350一()KA系列应变片。

(二)应变片尺寸的选择
选择应变片尺寸时应考虑应力分布、动静态测量、弹性体应变区大小等因素。若材质均匀、应力梯度大，应选用栅长小的应变片，若材质不均匀而强度不等的材料(如混凝土)或应力分布变化比较缓慢的构件，应选用栅长大的应变片。对于冲击载荷或高频动荷作用下的应变测量．还要考虑应变片的响应频率。一般来说，应变片丝栅越小，测量精度越高，越能正确反映出被测量点的真实应变，因此，在加工精度可以保证的情况下，综合考虑各种因素影响，应变片的栅长小一些比大一些好。

(三)电阻值的选择
国家标准中电阻应变片的阻值规定为60、120、200、350、500、1000Q，目前传感器生产中大多选用350Q的应变片，但是由于大阻值应变片具有通过电流小、自热引起的温升低、持续工作时间长、动态测量信噪比高等优点，大阻值应变片应用越来越广。目前金钟公司已经掌握了制作2500Q大阻值应变片的技术，该BA2500—4AA系列应变片已经应用在超市购物车传感器上，取得很好的效果。并且大阻值应变片在测力应用范围．特别是材料试验机用的负荷传感器，由于传感器的零漂特性，对测量精度影响极大，而高阻值(如1000Q)应变片，不仅可以减小应变焦耳热引起的零漂，提高传感器的长期稳定性，而且在要求高分辨率的电子天平中应用也是非常有利的。因此，在不考虑价格因素的前提下，使用大阻值应变片．对提高传感器精度是有益的。

(四)使用温度的选择
使用环境温度对应变片的影响很大，应根据使用温度选用不同丝栅材料的应变片．国家标准中规定的常温应变片使用温度为一30～60℃。一般康铜合金的最高使用温度为300℃，卡玛合金为450℃．铁镍铝合金可以达到700～1000cC。常温应变片一般采用康铜制造，在应变片型号中省略使用温度。如果需要高温应变片应在订货时说明使用温度，以便厂家提供合适的应变片。由于基底材料和粘接胶的限制，目前中温箔式电阻应变片一般都使用卡玛合金制作200～250c|c左右的中温应变片，金钟公司生产的BA350—2HA(250)系列中温应变片，基本上可以满足钢铁行业的高温测量要求，并且质量稳定精度较高。

(五)蠕变的选择
传感器一般由弹性体、应变片、粘接剂、保护层等部分组成，弹性体金属材料本身存在的弹性后效、以及热处理工艺等原因可以造成传感器的正蠕变现象，而粘接剂、基底材质可以造成负蠕变影响，因此传感器的蠕变指标是由各种因素综合作用最终形成的。在上述因素中．对于某一传感器生产厂家，许多的因素都是相对固定的。一般不会有很大改变，因此应变片生产厂家都通过应变片的图形设计、工艺控制来制造出蠕变不同的系列应变片供用户选用。每一个传感器生产厂由于原材料、粘接剂、贴片、固化工艺的不同，在应变片选型时，必须进行蠕变匹配试验。一般规律是同一种结构形式的传感器量程越小，传感器的蠕变越正．应该选用蠕变补偿序号更负的应变片来与之匹配。

[ 本帖最后由 Akar 于 2010-3-7 12:15 编辑 ]

PRCF-WM

专业的以至于看不懂！

ggs

X65F采用的是1000Q的应变片。

ppanda

这个……我们这学期就在学测试与传感技术……就这东西