美国Vishay公司的讲座笔记(应变计).doc

美国Vishay公司的讲座笔记，使用的是带导线的应变计，供参考：一、        应变计的选择1、        1/4桥       l e，仪器调零困难。同时也受温度的影响，用手握住导线的变化就能有100em2根线的1/4桥：长的引线会引入电阻导致电桥不平衡，6m长的导线导致电桥不平衡量为29000 以上。       l ，仪器调零容易。也不受导线温度的影响。em3根线的1/4桥：6m长的导线导致电桥不平衡量为4002、        应变计的长度选择：要基于应力的分布。       l 应变测量的是局部区域的平均，而非某点的微应变。当应力是线性分布，应变计的长度无影响。       l 应力集中时，最好用非常小的应变计贴在应力集中处，应变计应比应力集中点稍大一点。       l 各向异性材料（如混凝土、碳纤维复合材料等），用长应变计在较大区域得到平均值。3、        应变片样式       l 单向应变计：需要知道主应力方向；        T型应变计：也需要知道主应力方向；l        三片应变花：不知道主应力方向时，可随意贴，通过计算可得出最大最小主应力和方向。l        剪切式应变计：用于剪切和扭转。l4、        应变计电阻选择常用的有120、350和1000。电阻        120        350优点        应变计尺寸小        电流低，发热功率低        成本稍低                可大电压激励，信号噪声小        疲劳寿命更佳        导线的电阻影响更小                         电池供电更长5、        激励电压适当提高激励电压可提高测量的信噪比。但激励电压太高时，流过应变计的电流会发热，导致应变计电阻变化而产生热输出。以下情况可使用高的激励电压：        大应变片，散热好；l        大阻值应变片（小电流，发热功率小）l       l 容易散热的材料（如铝材料，可用10V的激励电压）二、        应变计的安装过程以下的安装过程是在研讨会上进行演示，并实际动手照此程序进行操作。它是以VMM公司的产品为基础的，具有一定的参考意义。1、        去污剂CSM-2喷到纱布上，擦测试零件，去除油污。2、        用320GRIT的砂纸，在粘贴面来回打磨12次。白纸垫在零件下面。3、        在贴应变片处涂ConditionerA调节剂，再用320GRIT的砂纸，在测量面来回打磨12次。将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次，再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸。4、        在贴应变片处涂ConditionerA调节剂，用400GRIT的砂纸，在测量面来回打磨12次。将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次，再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸。5、        用铅笔、直尺划出贴应变片的位置。6、        在贴应变片处涂ConditionerA调节剂，用棉签擦掉铅笔划的线，将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次。7、        在贴应变片处涂Conditioner5A中和剂，达到合适的酸碱度，用棉签擦拭，将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次，再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸。8、        处理应变计的盒子用Conditioner5A中和剂滴几滴，用纱布擦干净。中和剂倒在纱布上，将镊子擦干净。9、        取出应变计，用胶布将导线固定在盒子上。去掉应变计的塑料夹子，用透明胶布将应变计和导线粘在一起，去掉固定导线的胶纸。用透明胶带将应变计对准粘贴位置贴上，注意导线方向。10、        用较小的角度揭开胶带超过中线1cm，将快干剂涂在应变计背后，晾干1min。11、        将胶涂在胶带下面，用纱布将胶向应变计方向挤出，用拇指压住1min。松开手指后再晾1min.12、        用纸胶带将导线固定再零件上，并写上相应的信息：应变计的型号和灵敏系数等。13、        将透明胶带以0角度由应变片向导线方向揭开。在应变计和导线上涂MCoat A的保护层。14、        用应变计安装测试仪1300检查安装质量。要求绝缘电阻大于10kM。在电测技术中，应变片粘贴质量的优劣对测量的可靠性影响很大，是一个非常关键性的环节，必须予以注意为提高电测结果的准确性，我们应在应变片的粘贴过程中做到认真操作，一丝不苟应变片的种类很多，有金箔式、丝式、薄膜式、半导体式鉴于目前在电测实验中较为常用的电阻应片是金箔式应变片(以下简称箔式应变片)，下面我们就以箔式电阻应变片为例，谈一谈电测应力实验中应变片的粘贴技巧箔式应变片是用厚变为00o3001mm 的康铜或镍铬箔片借光刻和腐蚀工艺制作成栅状，它由电阻丝、基片和引出线三大部分组成(如图1)这种应变片由于其具有线条均匀、灵敏度分散性小，测试范围广等优点，故而得到广泛应用在做电测实验之前，我们面临的第一个问题是如何选择正确的应变片由于箔式应变片的主要参数指标有：应变片的几何尺寸(包括敏感栅基长、应变片基底长、敏感栅基宽、应变片基底宽)、名义阻值、灵敏度系数、允许电流、线性度、滞后、零漂、极限应变等，能否正确选择适当正确的应变片将直接影响到电测法的测试结果为合理选用应变片，我们应对其性能作一些了解一般而言，大尺寸的应变片，能感受较多的平均应变量，有利于测量精度的提高；小尺寸的应变片，虽然感受平均应变量较少，但能较好地反映出“点”的应力，所以对于应变片尺寸的选择，应根据构件受力后的应力分布情况和构件自身相关尺寸来决定在选好应变片准备粘贴之前，我们应对应变片作严格仔细地检查，检查的内容包括：(1)应变片的外形检查，即检查应变片是否存在断路、短路现象、片中各部位是否有损伤、折断发生、片内是否夹有气泡或霉变现象等等(2)应变片电阻值的检测为保证使用的应变片的电阻误差不超过允许范围(这个范围通常在±05Q)，可事先用精度较高的欧姆表或采用直流电桥对其进行检测，以免因同组使用的应变片的阻值误差太大而造成测量结果欠准(3)检查应变片上是否标有中心线若无，则应在其基盖上补画出纵、横线条，这样可方便粘贴应变片与此同时，被测试件的表面上应划出定位线。以确保应变片的粘贴到位若被测试件的表面质量不高，将会影响应变片的粘贴，为此，我们应用刮刀或锉刀清除被测点处的氧化皮及污垢，然后用细砂皮纸在试件粘贴部位(一般应大于应变片面积35倍左右的表面)进行打磨，沿贴片方向打出45。交叉纹，以保证表面的足够光滑，最后用划针在被测点处进行画线，从而保证应变片能牢固顺利地粘贴粘贴应变片前，还需用脱脂棉球蘸上清洁溶剂，如丙酮、无水酒精、四氯化碳等溶剂擦洗被测点处的油污，直至棉球上无明显油渍为止，且注意此时勿用手触摸清洗后的表面然后在应变片的粘贴面处涂上薄薄一层胶水，如KH501、KH502胶，一般宜薄不宜厚将应变片的方位线对准事先在试件上的划线，此时应密切注意应变片的方位线与试件的划线是否重合，这时可在应变片上盖上一层透明纸(或腊纸)，一一只手捏住应变片的引出线，另一只手的手指反复轻轻滚压透明纸表面，以便将里面多余的胶水和气泡挤出滚压应变片时切记不能垂直用力，不能产生滑动或转动，待胶水和气泡被完全挤出后，还应保持手指不动约一分钟左右当然也可以在试件表面盖上一层玻璃纸，然后垫上一块硅皮，用夹具或平整的压块轻压应变片的粘贴处，这些做法的目的均是为了保证应变片在粘贴过程中不发生错移，保证其方位线与被测试件测试点处的定位线完全重合粘贴后的应变片可让其在室温中自然干燥15至24h为节省时间，也可在自然干燥数小时后，用红外线灯进行烘烤，但温度应控制在不超过40。80。范围若一开始就烘烤，则应变片敏感栅材料的电阻系数将会随温度的骤然变化而改变，这对于后面的测试工作不利上述工作完成后，还应对应变片的粘贴质量进行检查，例如可通过放大镜观察应变片粘贴位置和方位角是否准确，粘贴表面有无气泡，应变片是否粘贴牢固；用万用表测量应变片有无断路、短路现象若无异常，则再用低压变阻表测量应变片的引出线和金属试件之间的绝缘电阻是否符合要求。这一阻值通常应达到100M欧以上才可作用接下来，我们在应变片的引出线附近粘贴一片接线端子，同时在引出线下面粘贴一层绝缘胶布。此举意在保证引出线焊点处的绝缘尔后将测量导线的一端靠近应变片的引出线，在测量导线焊接端去皮约3mm 并涂上焊锡后，用电烙铁将应变片引出线与测量导线进行锡焊接时要快且准，以免产生氧化物而影响焊点质量应变片接好导线后应立即在应变片的焊接端子处涂上一层防护层，以对其进行防湿、防潮、防老化处理，从而延长其使用寿命短期防护可采用凡士林作防护剂，长期防护可采用密封性好的防护剂。如环氧树脂、氯丁橡胶、硅橡胶密封剂等目前，最方便的是用南大化工厂生产的“703”和“705”胶以上我们就应变片的粘贴步骤和应注意的问题进行了相关说明当然，在电测应力实验中。其测量质量的高低还取决于其它一些因素，如：周围环境温度的变化，试件受载的均匀与否，电阻应变仪的调试是否得当等