1.電阻應(yīng)變計(jì)
在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，電阻應(yīng)變計(jì)是用來(lái)測(cè)量試件的應(yīng)變。另外，還可以用電阻應(yīng)變計(jì)作為轉(zhuǎn)換元件，組成電阻應(yīng)變式傳感器，來(lái)測(cè)量各種物理量的變化。
(1)電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理
電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理是利用某種金屬絲導(dǎo)體的“應(yīng)變電阻效應(yīng)”，即當(dāng)金屬絲受力而變形(伸長(zhǎng)或縮短)時(shí)，其長(zhǎng)度、截面積和電阻率都將發(fā)生變化，求得電阻變化與應(yīng)變的關(guān)系。
dR/R=Ko·ε (18—2—3)
式中 Ko為金屬絲的靈敏系數(shù)，靈敏系數(shù)越大，單位應(yīng)變引起的電阻變化也越大。
(2)電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造
電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造如圖18—2—29所示，在拷貝紙或薄膠膜等基底與覆蓋層之間粘貼合金敏感柵(電阻柵)，敏感柵的兩端焊上引出線。圖中，L為柵長(zhǎng)(又稱標(biāo)距)，B底為柵寬，L、B是應(yīng)變計(jì)的重要技術(shù)尺寸。
電阻應(yīng)變計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
①電阻值R(n)，應(yīng)變計(jì)的電阻值R一般為120Ω。選用時(shí)，應(yīng)考慮與應(yīng)變儀配合。
②標(biāo)距L，既敏感柵的有效長(zhǎng)度。用應(yīng)變計(jì)測(cè)得的應(yīng)變值是整個(gè)標(biāo)距范圍的名義平均應(yīng)變，應(yīng)根據(jù)試件測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變梯度的大小來(lái)選擇應(yīng)變計(jì)的距標(biāo)。
③靈敏系數(shù)K，表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變計(jì)的電阻變化。應(yīng)使應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)，如不一致時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。
(3)電阻應(yīng)變計(jì)的種類
電阻應(yīng)變計(jì)的種類很多，按敏感柵的種類劃分，有絲式、箔式、半導(dǎo)體等;按基底材料劃分，有紙基、膠基等;按使用極限溫度劃分，有低溫、常溫、高溫等。箔式應(yīng)變計(jì)是在薄膠膜基底上鍍合金薄膜，然后通過(guò)光刻技術(shù)制成，具有絕緣度高、耐疲勞性能好、橫向效應(yīng)小等特點(diǎn)，但價(jià)格較高。絲繞式多為紙基，雖有防潮性能、耐疲勞性能稍差，橫向效應(yīng)較大等缺點(diǎn)。但價(jià)格較低，且易粘貼，可用于一般的靜力試驗(yàn)。圖18—2—30為幾種應(yīng)變計(jì)的形式。
(4)電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼
用應(yīng)變計(jì)測(cè)量試件的應(yīng)變，應(yīng)該使應(yīng)變計(jì)與被測(cè)物體變形一致，才能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。通常采用粘結(jié)劑把應(yīng)變計(jì)粘貼在被測(cè)物體上，粘貼的好壞對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大。粘貼的技術(shù)要求十分嚴(yán)格，為保證粘貼質(zhì)量和測(cè)量正確，要求：①測(cè)點(diǎn)基底平整、清潔、干燥;②粘結(jié)劑的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和工藝性能良好，以及蠕變小、粘貼強(qiáng)度高
在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，電阻應(yīng)變計(jì)是用來(lái)測(cè)量試件的應(yīng)變。另外，還可以用電阻應(yīng)變計(jì)作為轉(zhuǎn)換元件，組成電阻應(yīng)變式傳感器，來(lái)測(cè)量各種物理量的變化。
(1)電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理
電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理是利用某種金屬絲導(dǎo)體的“應(yīng)變電阻效應(yīng)”，即當(dāng)金屬絲受力而變形(伸長(zhǎng)或縮短)時(shí)，其長(zhǎng)度、截面積和電阻率都將發(fā)生變化，求得電阻變化與應(yīng)變的關(guān)系。
dR/R=Ko·ε (18—2—3)
式中 Ko為金屬絲的靈敏系數(shù)，靈敏系數(shù)越大，單位應(yīng)變引起的電阻變化也越大。
(2)電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造
電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造如圖18—2—29所示，在拷貝紙或薄膠膜等基底與覆蓋層之間粘貼合金敏感柵(電阻柵)，敏感柵的兩端焊上引出線。圖中，L為柵長(zhǎng)(又稱標(biāo)距)，B底為柵寬，L、B是應(yīng)變計(jì)的重要技術(shù)尺寸。
電阻應(yīng)變計(jì)的主要技術(shù)指標(biāo)如下：
①電阻值R(n)，應(yīng)變計(jì)的電阻值R一般為120Ω。選用時(shí)，應(yīng)考慮與應(yīng)變儀配合。
②標(biāo)距L，既敏感柵的有效長(zhǎng)度。用應(yīng)變計(jì)測(cè)得的應(yīng)變值是整個(gè)標(biāo)距范圍的名義平均應(yīng)變，應(yīng)根據(jù)試件測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變梯度的大小來(lái)選擇應(yīng)變計(jì)的距標(biāo)。
③靈敏系數(shù)K，表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變計(jì)的電阻變化。應(yīng)使應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)，如不一致時(shí)，應(yīng)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正。
(3)電阻應(yīng)變計(jì)的種類
電阻應(yīng)變計(jì)的種類很多，按敏感柵的種類劃分，有絲式、箔式、半導(dǎo)體等;按基底材料劃分，有紙基、膠基等;按使用極限溫度劃分，有低溫、常溫、高溫等。箔式應(yīng)變計(jì)是在薄膠膜基底上鍍合金薄膜，然后通過(guò)光刻技術(shù)制成，具有絕緣度高、耐疲勞性能好、橫向效應(yīng)小等特點(diǎn)，但價(jià)格較高。絲繞式多為紙基，雖有防潮性能、耐疲勞性能稍差，橫向效應(yīng)較大等缺點(diǎn)。但價(jià)格較低，且易粘貼，可用于一般的靜力試驗(yàn)。圖18—2—30為幾種應(yīng)變計(jì)的形式。
(4)電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼
用應(yīng)變計(jì)測(cè)量試件的應(yīng)變，應(yīng)該使應(yīng)變計(jì)與被測(cè)物體變形一致，才能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。通常采用粘結(jié)劑把應(yīng)變計(jì)粘貼在被測(cè)物體上，粘貼的好壞對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大。粘貼的技術(shù)要求十分嚴(yán)格，為保證粘貼質(zhì)量和測(cè)量正確，要求：①測(cè)點(diǎn)基底平整、清潔、干燥;②粘結(jié)劑的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和工藝性能良好，以及蠕變小、粘貼強(qiáng)度高