特殊的應(yīng)變計:1.疲勞壽命計,疲勞壽命計的敏感柵是由經(jīng)過退火處理的康銅箔制成,夾在兩層浸過環(huán)氧樹脂的玻璃纖維布中間形成。當(dāng)應(yīng)變計粘貼在承受交變載荷的構(gòu)件上時,應(yīng)變計絲柵在交變載荷作用下發(fā)生冷作硬化,而使電阻發(fā)生變化,電阻變化值與交變應(yīng)力的大小、循環(huán)次數(shù)成比例,通??捎脤嶒灧椒▉斫⒔?jīng)驗公式。使用時可由電阻變化來推算交變應(yīng)變的大小及循環(huán)次數(shù),從而預(yù)測構(gòu)件的疲勞壽命。2.大應(yīng)變量應(yīng)變計,用于量測5~應(yīng)變或超彈性范圍應(yīng)變用的,如圖2-10。為避免絲柵與粗引線間的應(yīng)力集中,中間采用細引線過渡。箔式應(yīng)變計的引線應(yīng)彎成弧形,然后再焊接,敏感柵是由經(jīng)過獲得大變形及退火處理的康銅制成,基底可用浸過增塑劑的紙(應(yīng)變5~12%)或聚蹴亞胺(應(yīng)變20%),粘結(jié)劑可用環(huán)氧樹脂,聚氨脂填加增塑劑制成。這種應(yīng)變計受壓時敏感柵會發(fā)生軸向屈曲,故承受的拉應(yīng)變遠大于壓應(yīng)變。因此,當(dāng)用于交變應(yīng)變量測時,量測范圍不應(yīng)超過容許的壓應(yīng)變界限。單軸應(yīng)變計:單軸應(yīng)變計一般是指具有一個敏感柵的應(yīng)變計。天津高分辨率應(yīng)變計線性度
下面介紹幾種常用的電阻應(yīng)變計,金屬絲式應(yīng)變計的敏感柵一般是用直徑0.01~0.05毫米的銅鎳合金或鎳鉻合金的金屬絲制成。可分為絲繞式和短接式兩種。絲繞式應(yīng)變計是用一根金屬絲繞制而成(見圖2-3),短接式應(yīng)變計是用數(shù)根金屬絲按一定間距平行拉緊,然后按柵長大小在橫向焊以較粗的鍍銀銅線,再將銅導(dǎo)線相間地切割開來而成。絲繞式應(yīng)變計的疲勞壽命和應(yīng)變極限較高,可作為動態(tài)測試用傳感器的應(yīng)變轉(zhuǎn)換元件。絲繞式應(yīng)變計多用紙基底和紙蓋層,其造價低,容易安裝。但由于這種應(yīng)變計敏感柵的橫向部分是圓弧形,其橫向效應(yīng)較大,測量精度較差,而且其端部圓弧部分制造困難,形狀不易保證相同,使應(yīng)變計性能分散,故在常溫應(yīng)變測量中正逐步被其它片種代替。佛山振弦式應(yīng)變計直銷振弦式應(yīng)變計主要由左右端安裝支座、鋼弦和線圈組成。
雙層應(yīng)變計,在進行薄殼、薄板應(yīng)變的測量時,需要在殼和板的內(nèi)、外表面對稱貼片。而對于體積小或密封的結(jié)構(gòu)在內(nèi)表面貼片幾乎是無法進行的,雙層應(yīng)變計為解決這些問題提供了條件。在不太厚的塑料上、下表面粘貼應(yīng)變計,并在應(yīng)變計表面涂環(huán)氧樹脂保護層。使用時將此雙層應(yīng)變計粘貼在被測構(gòu)件的外表面,利用彎曲應(yīng)變線性分布及軸向應(yīng)變均勻分布特點,同時測出彎曲及軸向應(yīng)變。防水應(yīng)變計,在潮濕環(huán)境或水下,特別在高水壓作用下,應(yīng)采用防水應(yīng)變計。常溫短期水下應(yīng)變量測可在箔式應(yīng)變計表面涂防護層(如水下環(huán)氧樹脂)。長期量測可用熱塑方法將應(yīng)變計夾在兩塊薄塑料板中間,或采用防水、防霉、防腐蝕的特種膠材料作為應(yīng)變計的基底和覆蓋層制成防水應(yīng)變計。
安裝應(yīng)變計需要花費大量時間和資源,而不同電橋配置之間差別也很大。粘貼式應(yīng)變計數(shù)量、電線數(shù)量以及安裝位置都會影響到安裝所需的工作量。一些電橋配置甚至要求應(yīng)變計安裝在結(jié)構(gòu)的反面,這種要求難度很大,甚至無法實現(xiàn)。1/4橋類型I只需安裝一個應(yīng)變計和2根或3根電線,因而是較簡單的配置類型。應(yīng)變計信號調(diào)理,應(yīng)變計測量十分復(fù)雜,多種因素會影響測量效果。因此,要得到可靠的測量結(jié)果,就需要恰當(dāng)?shù)剡x擇和使用電橋、信號調(diào)理、連線以及DAQ組件。例如,沒有應(yīng)變時,應(yīng)變計應(yīng)用引起的電阻容差和應(yīng)變會生成一定量的初始偏置電壓。同樣,長導(dǎo)線會增加電橋臂的電阻,從而增加了偏置誤差并且使電橋輸出敏感性降低。應(yīng)變計性能測試:加載性能測和溫度性能測試。
應(yīng)變計選擇考量因素,應(yīng)變計長度。應(yīng)變計模式中的應(yīng)變計數(shù)量。應(yīng)變計模式中的應(yīng)變計排列。柵極電阻。應(yīng)變靈敏合金。載體材料。應(yīng)變計寬度。焊片類型。焊片配置??捎眯浴U裣沂綉?yīng)變計工作原理,當(dāng)結(jié)構(gòu)物受力或因溫度變化發(fā)生伸縮變形時,與結(jié)構(gòu)物剛性固連的應(yīng)變計產(chǎn)生同步變形,通過前、后端座傳遞給振弦使其產(chǎn)生應(yīng)力變化,從而改變振弦的固有振動頻率。激勵與信號拾取裝置激勵振弦使其發(fā)生諧振,同時拾取其振動頻率信號,此信號經(jīng)電纜傳輸至讀數(shù)裝置,即可測出被測結(jié)構(gòu)物的伸縮改變量,此改變量與儀器標稱長度的比值即為應(yīng)變量。振弦式應(yīng)變計可測量鋼或混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變,測量值用于計算結(jié)構(gòu)荷載或應(yīng)力。天津高分辨率應(yīng)變計線性度
電阻應(yīng)變計按敏感柵的材料,電阻應(yīng)變計分為金屬電阻應(yīng)變計和半導(dǎo)體應(yīng)變計兩類。天津高分辨率應(yīng)變計線性度
應(yīng)變計的底膠處理,許多粘結(jié)劑要求涂底膠,并經(jīng)適當(dāng)?shù)臒峁袒幚怼5啄z面積約為應(yīng)變計面積的1.5倍。底膠一般采用與貼片膠相同的粘結(jié)劑,厚度應(yīng)控制在0.01-0.03mm并按相應(yīng)的固化參數(shù)進行充分固化。在滿足粘合和絕緣強度的前提下,粘結(jié)層(包括底膠)越薄越好,因為這樣可以保持較強的傳遞應(yīng)變能力,減少膠層的不均勻性,降低蠕變和靈敏系數(shù)分散。有些粘結(jié)劑不需要涂刷底膠,如H-600、H-610等,這些粘結(jié)劑的粘結(jié)力強,絕緣強度高,蠕變小,特別適合制造傳感器和精密應(yīng)力分析。天津高分辨率應(yīng)變計線性度