1、精選優質文檔-傾情為你奉上電阻應變片工作、測試原理及其應用摘要：隨著CAE技術在中國的發展，特別是有限元理論和技術的應用，使大家的分析有了更簡便的方法，但是這個分析必須要有真實試驗的驗證，用來驗證模型和分析的正確性。這其中常常就會用到電阻應變片電測技術，用來測量關鍵的，所要研究部位的應力變化，然后與模型對比，進行檢驗。驗證自己研究的準確性。關鍵詞：電阻應變片、工作原理、測試原理、應用技術引言隨著工業和科學技術的發展，人們對研究越來越重視，所做應用研究實驗也越來越多，而好多實驗中也用到應力測試技術。應變片電測技術作為一項專業應力測試技術得到了日益廣泛的應用，例如起重量限制器、力矩限制器及扭矩傳感

2、器都運用應變片電測技術。在起重機領域，對于一些噸位較大、新結構形式的起重機，鋼結構強度檢驗是一項非常重要的內容，由于焊接的殘余應力和工藝差別，實際值和理論計算值會有誤差。通過強度測試，來驗證理論上的設計計算，也是十分有意義的。1機械工程中常用的應力測試方法有電測法、小位移針法、機械法等，其中電測法采用電阻應變片測量應變，具有測量精度高、靈敏、可連續測量、數據便于計算機處理等優點，在科學研究和實際工程應用中應用最廣。21、電阻應變片的結構應變片的種類很多，有金屬箔式、絲式、薄膜式、半導體式。目前在電測實驗中較為常用的電阻應片是金屬箔式應變片。a b圖1 a：金屬箔式應變片 圖1 b：金屬絲式應變

3、片圖2 電阻應變片實物圖片各種電阻應變片的結構大體相同，一般以合金電阻絲繞成形如柵欄的敏感柵，敏感柵粘貼在絕緣的基底上，電阻絲的兩端焊接引出線，敏感柵上面粘貼有保護用的覆蓋層。電阻應變片的結構一般如下圖。(1)粘結劑：是具有一電絕緣性能的粘結材料，用它將敏感柵固定在基底上。(2)覆蓋層：用來保護敏感柵而覆蓋在上面的絕緣層。(3)基底：用以保護敏感柵，并固定引線的幾何形狀和相對位置。12345圖3 電阻應變片1-敏感柵；2-引線；3-粘結劑；4-覆蓋層；5-基底繞絲式它是將金屬絲按圖示形狀彎曲后用粘合劑貼在基底上而成的，基底可分為紙基、膠基和紙浸膠基等。電阻絲兩端焊有引出線，使用時只要將應變片貼

4、于彈性體就可構成應變式傳感器。箔式應變片它是利用照相制版或光刻腐蝕方法，將電阻箔材在絕緣基底下制成各種圖形而成的，箔材厚度多在0.0030.01mm之間，利用光刻技術可制成適用于各種需要的形狀美觀的稱為應變花的應變片。32、電阻應變片工作原理電阻應變片能將力學量轉變為電學量是利用了金屬導線的應變電阻效應。我們知道，金屬導線的電阻R與其長度L成正比，與其截面積A成反比，即 （1）式中是導線的電阻率。如果導線沿其軸線方向受力產生形變，則其電阻值也隨之發生變化，這一物理現象被稱為金屬導線的應變電阻效應。為了說明產生這一效應的原因，可將式（1）取對數后進行微分得 （2）式中，為金屬導線長度的相對變化，

5、用軸向應變e來表示，即；是截面積的相對變化。（r為金屬導線的半徑），是金屬導線半徑的相對變化，即徑向應變er。導線軸向伸長的同時徑向縮小，所以軸向應變e與徑向應變er有下列關系： （3）m為金屬材料的泊松比，負號表示應變方向相反。用應變片測量應變或應力時，在外力作用下，被測對象產生微小機械變形，應變片隨著發生相同的變化，同時應變片電阻值也發生相應變化。當測得應變片電阻值變化量為DR時，便可得到被測對象的應變值，應力值s為 （4）E為半導體材料的彈性模量。453、電阻應變片測量原理利用電橋平衡原理，調節電路使其達到平衡, 即電橋輸出電壓U0=0，當其中某一個電阻(R1到R4中)發生變化時，電橋平

6、衡被破壞，此時輸出電壓U0不為零，利用電壓變化可反映電阻阻值的變化。現將其中一個或幾個電阻換成應變片，并將其粘貼于待測器件上，先調節電橋平衡，再對器件施加壓力使器件發生形變(應變片亦隨之發生了形變)，此時，應變片電阻發生變化，電橋輸出電壓也發生變化，輸出電壓的變化即可反映器件的受力情況。圖4 電橋示意圖假設R1為應變片若此時被測試件有應變e的作用，則工作應變片電阻R1有新的增量DR1=R1·K·e，而補償片因不承受應變，故不產生新的增量，此時電橋輸出電壓為 （5）通過輸出電壓的變化來反應應變和應力的變化情況。54、應變片的粘貼技術1）檢查應變片的完好性。檢查應變片的外觀，用

7、萬用表測量應變片阻值，看有無損壞。2）處理測試點的表面。先用砂輪機清除主動臺車架表面的油漆，用粗細砂紙成45°方向交叉打磨測試點，去除表面的氧化層及油污等，使粘結面平整光潔，并具有一定的粗糙度。用丙酮清洗打磨的測點，清洗后不得用手觸摸。3）確定應變片的準確位置。用十字劃在主動臺車架的表面上畫出測試點的中心線，注意要畫在處理過的表面范圍之內。4）涂膠貼片。在主動臺車架表面及應變片背面均勻涂1層495瞬干膠，按畫好的十線貼好應變片，用手輕壓，將多余的膠和空氣擠出，并按壓一定時間，以使膠固化。粘貼應變片并干燥、檢查絕緣。5）焊接導線。導線焊接后用透明膠固定在主動臺車架上，用萬用表測試是否焊

8、接好。焊好后用透明膠將應變片密封，防止其他的雜物落在應變片上影響測試結果。675、應變片的適用現況電阻應變片廣泛應用于汽車、冶金、礦業、化工、機械、港口碼頭及公路貨站等行業。尤其在我們做研究的時候，在應用有限元技術的時候，我們都會做實驗來驗證，這個時候一般就會用到我們的應變片技術。可以說是我們做研究做技術必不可少的手段。如果做成傳感器的話，應用范圍會更廣。其具有結構簡單，尺寸小，重量輕，使用方便，性能穩定可靠，分辨率高，靈敏度高，價格又便宜，工藝較成熟。因此在航空航天、機械、化工、建筑、醫學、汽車工業等領域有很廣的應用。8參考文獻：1吳波、左一凡、潘巖 應力測試技術在橋式起重機上的應用J 品牌與標準化 2012(16) 272何文斌、曾攀、張磊、林峰、顏永年、趙錦 基于有限元的大型模鍛壓力機鋼絲纏繞動梁預應力測試J 機械工程學報 2012.05 48(10) 66743馬西秦 自動檢測技術（第三版）M 北京:機械工業出版社 2008.94劉鵬、周勤奮、陶夢江 電阻應變式傳感器在檢測中的應用J 科技向導 2011（12） 375楊艷、安盼龍、趙瑞娟 電阻應變式傳感器的研究J 物理與工程 2010 20(2) 29336陳德鑫、李松松、石興磊 基于應力測試技術的