应变片有哪几种
金属式体型、丝式、箔式、薄膜型
应变片按材料分为金属式体型、丝式、箔式、薄膜型。
应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件,电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为“应变效应”。
应变片按材料分:金属式体型、丝式、箔式、薄膜型。
半导体式体型——薄膜型、扩散型、外延型、PN结型 按结构分:单片、双片、特殊形状。按使用环境:高温、低温、高压、磁场、水下。
应变片原理
将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。即:
其中,R:应变片原电阻值Ω(欧姆)
ΔR:伸长或压缩所引起的电阻变化Ω(欧姆)
K:应变片的灵敏系数(常量,由应变片的生产厂家提供)
ε:应变
不同的金属材料有不同的比例常数K。铜铬合金的K值约为2。这样,应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。但是由于应变是相当微小的变化,所以产生的电阻变化也是极其微小的。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的,一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量,我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。
应变片的选用原则
1、丝绕式应变片的选用原则:用电阻丝盘绕电阻片称为丝绕式电阻片,目前广泛使用的有半圆弯头平绕式,这种电阻片多用纸底和纸盖,价格低廉,适于实验室广泛使用,缺点是精度较差,横向效应系数较大。
2、短接式应变片的选用原则:这种电阻片的制作比较容易,在一排拉直的电阻丝之间,在预定的标距上用较粗的导线相间地造成短路,这种电阻片有用纸底的,也有用胶底的。短路接式电阻片的优点是几何形状比容易于保证,而且横向效应系数近于零。
3、箔式电阻片的选用原则在合金箔(康铜箔或镍铬箔)的一面涂胶形成胶底,然后在箔面上用照相腐蚀成形法制成的,所以几何形状和尺寸非常精密,而且由于电阻丝部分是平而薄的矩形截面,所以粘贴牢固,丝的散热性能好,横向效应系数也较低。
注:应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件,使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上,构件受力后由于测点发生应变,敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化,再由专用仪器测得其电阻变化大小,并转换为测点的应变值。