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如何選擇合適的應(yīng)變片

點(diǎn)擊率：3052 作者：上海拓科實(shí)業(yè)有限公司來源：http://6338338.cn 時(shí)間：2017-12-13 14:40:30

選擇合適的應(yīng)變片

在選擇正確的應(yīng)變片之前，需要明確測(cè)量目標(biāo)。首先要考慮的問題是應(yīng)變片將用于應(yīng)力測(cè)試還是傳感器制造。

應(yīng)力測(cè)試

傳感器制造

實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析
殘余應(yīng)力分析
加載分析
生命周期分析

測(cè)定熱應(yīng)力

力
稱重
扭矩
壓力
應(yīng)變

應(yīng)力測(cè)試用應(yīng)變片選擇應(yīng)按以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇:

幾何尺寸:	柵絲數(shù)量和位置
應(yīng)變片系列:	應(yīng)變片構(gòu)造
連接:	型號(hào)和位置
溫度響應(yīng):	應(yīng)變片溫度響應(yīng)匹配材料
有效柵絲長度:	mm
電阻:	歐姆

應(yīng)變片的幾何規(guī)格

應(yīng)變直片 (如 LY4) 帶有一個(gè)測(cè)量柵絲，測(cè)量一個(gè)方向的應(yīng)變。

T 型應(yīng)變花 (如 XY3) 帶有兩個(gè)測(cè)量柵絲，彼此呈 90° 排列。此類應(yīng)變片應(yīng)用包括已知主應(yīng)力方向的雙軸應(yīng)力測(cè)量，以及拉壓雙向應(yīng)力測(cè)量。

V 型應(yīng)變片 (如. XY4) 帶有兩個(gè)測(cè)量柵絲，彼此呈 90° 排列。典型應(yīng)用包括扭轉(zhuǎn)應(yīng)變測(cè)量和剪切梁的剪切應(yīng)力測(cè)試。

雙橋應(yīng)變片 (例如 DY4) 帶有兩個(gè)測(cè)量柵絲，彼此平行排列。典型的應(yīng)用為彎曲梁測(cè)量。

三柵應(yīng)變花 (例如 RY8) 測(cè)量柵絲呈 0°/45°/90° 或 0°/60°/120° 排列。主要用于未知主方向雙軸應(yīng)力測(cè)量和分析。

鏈?zhǔn)狡?/span> (如 KY8) 帶有 10 或 15 個(gè)很小的測(cè)量柵絲，等距離分布，并包括一個(gè)補(bǔ)償片。主要應(yīng)用為應(yīng)變梯度測(cè)量。

全橋片 (如 VY4) 帶有四個(gè)測(cè)量柵絲，彼此呈 90° 排列。典型應(yīng)用包括拉壓雙向應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和剪切梁的剪切應(yīng)力測(cè)試。

應(yīng)變片系列

HBM 提供多個(gè)應(yīng)變片系列用于應(yīng)力測(cè)試。應(yīng)變片系列由載體（例如聚酰亞胺）和測(cè)量柵絲箔材（例如康銅）組合來確定。同一系列應(yīng)變片都具有相同的基底和柵絲箔材。因此，對(duì)于同一個(gè)應(yīng)變片系列來說，很多規(guī)格是相同的。.

對(duì)于實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試，可在惡劣環(huán)境下使用的堅(jiān)固和柔性應(yīng)變片具有明顯的優(yōu)勢(shì)。聚酰亞胺基底的 Y 系列應(yīng)變片屬于該類別。該系列有大量不同規(guī)格，能滿足實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試的各種要求。還包括很多特殊類型的應(yīng)變片，例如，鉆孔應(yīng)變花，用于測(cè)量結(jié)構(gòu)件的殘余應(yīng)力，或用于研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布。

連接

HBM 提供不同連接配置的應(yīng)變片。

內(nèi)置焊盤 (如 LY4)

允許直接在應(yīng)變片上焊接

帶應(yīng)變消除焊盤 (如 LY6)

允許直接在應(yīng)變片上焊接, 同時(shí)避免加卸載荷通過焊盤傳遞到應(yīng)變片

鎳銅引線，非絕緣，約 30 mm (1.18 英寸) 長 (如 LY1)

不可直接焊接到應(yīng)變片上
能阻斷加卸載荷傳遞到應(yīng)變片
需要使用獨(dú)立的焊接端子

特氟龍絕緣連接線, 約 50 mm (1.97 英寸) 長 (如 K-C LY4)

無需焊接
特氟龍絕緣層可防止電纜在安裝過程中粘連
需要使用獨(dú)立的焊接端子

特氟龍絕緣連接線, 約 50 mm (1.97 英寸) 長 (如 K-C LY4)

電纜長度從 0.5 到 10 m (1.64-32.81 ft) ， 2線, 3線和 4線可選
在測(cè)量點(diǎn)焊接不是必須的
特氟龍絕緣層可防止電纜在安裝過程中粘連

熱膨脹系數(shù)匹配

如果溫度變化， 惠斯通 1/4 橋電路 單獨(dú)連接的應(yīng)變片將顯示輸出信號(hào)。這個(gè)信號(hào)被稱為“表觀應(yīng)變”或“熱輸出”，并且獨(dú)立于測(cè)試對(duì)象上的機(jī)械負(fù)載。

但是，可以將應(yīng)變片調(diào)整為特定材料的熱膨脹系數(shù)，使得在溫度變化的情況下輸出信號(hào)非常小。這種應(yīng)變計(jì)被稱為“溫度響應(yīng)匹配”或“自補(bǔ)償”應(yīng)變片。

為了匹配溫度響應(yīng)，必須根據(jù)測(cè)試材料的熱膨脹系數(shù)α來選擇應(yīng)變片。

編號(hào)	材料	熱膨脹系數(shù) ∝
1	鐵素體鋼	10.8 ⋅ 10-6/K (6 ⋅ 10-6/°F)
3	鋁	23 ⋅ 10-6/K (12.8 ⋅ 10-6/°F)
5	奧氏體鋼	16 ⋅ 10-6/K (8.9 ⋅ 10-6/°F)
6	石英玻璃 / 復(fù)合材料	0.5 ⋅ 10-6/K (0.3 ⋅ 10-6/°F)
7	鈦 / 灰鑄鐵	9 ⋅ 10-6/K (5 ⋅ 10-6/°F)
8	塑料	65 ⋅ 10-6/K (36.1 ⋅ 10-6/°F)
9	鉬	5.4 ⋅ 10-6/K (3 ⋅ 10-6/°F)

有效柵絲長度

應(yīng)變片測(cè)量柵絲長度取決于測(cè)量的目的，因?yàn)槭褂脩?yīng)變片測(cè)量的結(jié)果是測(cè)量柵絲區(qū)域的平均應(yīng)變。一般來說，測(cè)量柵絲長度為3或6毫米（0.118或0.236英寸）。

如果存在不均勻的材料，如混凝土或木材，建議使用長測(cè)量柵絲。長的測(cè)量柵絲將彌補(bǔ)工件的不均勻性。

短的測(cè)量柵絲適合于檢測(cè)局部應(yīng)變。因此它們適用于測(cè)定應(yīng)變梯度，缺口應(yīng)力的最大點(diǎn)或類似應(yīng)力。

電阻

HBM 應(yīng)變片提供 120, 350, 700 和 1,000 Ohm 型號(hào)可供選擇。電阻大小選擇取決于測(cè)量任務(wù)。并可按照客戶要求對(duì)電阻值進(jìn)行定制。

低阻值應(yīng)變片	高阻值應(yīng)變片
+ 電磁干擾的影響較小	+ 連接路徑 (滑環(huán), 電纜,...) 電阻對(duì)測(cè)量影響更小
+ 隔離電阻變化的影響較小	- 容易受外界噪聲干擾
- 更高的功率要求	- 隔離電阻變化的影響較大
- 與高歐姆應(yīng)變片相比，由于較高的電流，將產(chǎn)生更大的自加熱效應(yīng)

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