最新应变片的粘贴

应变片的粘贴

课程名称：基础力学实验

实验名称：应变片的粘贴和不锈钢弹性模量的测定学院：

指导教师：

报告人：

学号:

实验时间： 2015 年 5 月 22 日

提交时间： 2015年5月22日

同组者姓名：

式中：()d dV dA dL C C V A L ρ

ρ≈=+;dL L ε=;22()dA dD dL A D L

μ==- C 为与材料种类和加工方法相关的常数；V 为体积；ε为应变；D 为导线直径；μ

为导线材料泊松比。

由式（2-2）得(2)(2)[(12)(12)]dR C C R

μεεεμεμμε=-++--=-++ (2-3) 令 (12)(12)K C μμ=-++

由式（2-3）得 dR K R

ε= (2-4) 式（2 - 4）表明，金属导线受力变形时，其电阻相对变化率/dR R 与导线的应

变ε成一次性函数关系，式中，K 为比例系数，又称为金属丝的灵敏系数。因此

若将一根金属丝粘贴在构件表面上，当构件产生变形时金属丝也将随之一起变

形，由金属丝电阻的相对变化，就可得知构件表面应变的变化。电阻应变片就是

利用金属丝的电阻应变效应这一原理制成的传感元件。

2、构造

电阻应变片通常由敏感栅、引线、基底、盖层和粘结剂组成，其构造简图如

图2 - 18所示。敏感栅是用合金丝或合金箔制成的栅，它能将被测构件表面的

应变转换为电阻相对变化，由于它非常灵敏，故称为敏感栅。它由纵栅与横栅

两部分组成，纵栅的中心线称为应变片的轴线。敏感栅的尺寸用栅长Ｌ(横栅为

圆弧形时，指两端圆弧内侧之间的距离；横栅为直线形时，则为两端横栅内侧

之间的距离)和栅宽B (与纵轴垂直方向上，敏感栅外侧之间的距离)表示，参见

图

，

栅

长

尺

寸

一

般为0.2～100毫米。

引线是由敏感栅引出电信号的金属线，以便与导线焊接。一般用直径为

0.15～0.3毫米的镀锡铜线或铜带制成。

基底的作用是保持敏感栅的几何形状和相对位置，并起一定的绝缘作用，而盖层是用来保护敏感栅的，它们的材料常用的有纸、胶膜及玻璃纤维布等。

粘结剂是用来将敏感栅固定在基底上，常用的有环氧树脂类和酚醛树脂类粘结剂。在安装应变片时，也是用这些粘结剂将应变片的基底粘贴在被测试件

上。

2、分类

电阻应变片分类方法较多，通常根据敏感栅材料、形状、数量，应变片标距、基底、工作温度等分类。常见的有以下几种：按敏感栅的材料不同，可分

为金属电阻应变片和半导体应变片，金属电阻应变片按敏感栅的制造方法又分

为金属丝式应变片(图2 – 20 (a))和金属箔式应变片(图2 - 20(b))两种，按

敏感栅的结构形状可分为单轴应变片(图2 - 20)和多轴应变片，即应变花(图2 - 21)。

4、主要工作特性

包括阻值Ｒ、灵敏系数Ｋ和绝缘电阻。

阻值是指应变片在未粘贴和不受力情况下，于室温时的固有电阻值，通常为120欧姆。灵敏系数是指应变片粘贴在单向受力试件表面后，应变片电阻相对变化率dＲＲ/与试件表面沿应变片轴向的应变ε之比值，即

ε=

Ｋ是应变片的重要性能参数，由应变片厂家进行抽样标定，并在包装上注明。Ｋ值通常为2.0～2.4。

绝缘电阻是指应变片的敏感栅及其引线与被测试件之间的电阻值，绝缘电阻不够将影响测量的灵敏度，甚至无法测得实际应变值，通常要求在100兆欧以上。

5、应变片的选择、粘贴、防护方法

(1) 应变片筛选：选择外观无损伤的同一批号的电阻应变片，用万用表逐片测量电阻

值，选择电阻值相差在0.1欧姆以内的应变片供粘贴试验用。

(2) 试件表面处理：为使粘贴牢固，在试件待贴片位置用砂轮或锉刀打磨平整，再用

细砂纸打磨与应变片粘贴方向成45°交叉纹，处理面积应大于应变片面积的三倍。然后用浸有丙酮或无水酒精的棉球将该部位及其周围擦洗干净，用钢针画出

贴片定位线，再用棉球擦一下，以后不能再用手触摸待贴片的部位。

(3) 贴片：待丙酮或无水酒精挥发干燥后，一手用镊子镊住应变片的引出线，另一手

在应变片基底底面上涂抹一层502胶水，立即将应变片放在试件贴片处，并使应变片基准线对准定位线。用一小片聚四氟乙烯薄膜(或腊纸)盖在应变片上，一手捏住引出线，另一手用食指滚压挤出多余的粘结剂和气泡，切记要垂直用力，不能滑动或转动。手指保持不动约一分钟，待应变片粘牢后再松开。从应变片无引出线的一端开始向有引出线的一端轻轻揭掉薄膜(腊纸)。检查有无气泡、翘曲、脱胶、移位等现象，若有则需重新粘贴。注意胶水不能过多或过少，过多使胶层太厚，影响应变片性能，过少则粘贴不牢、不能准确传递应变。应注意不要被502胶粘住手指，如被粘住可用丙酮浸洗。粘结剂固化前，用镊子把引出线轻轻拉起，使它不与试件接触，以保证绝缘。

(4) 干燥固化：502胶可在室温下固化，自然干燥15～24小时。为加速固化，可在自然

干燥数小时后，用红外线灯烘烤，温度控制在40～80℃范围。切勿骤热。

(5) 粘贴质量检查：用万用表检查应变片阻值是否正常，观察应变片位置是否正确。

用兆欧表测量电阻应变片与构件间的绝缘电阻，要求在100兆欧以上。绝缘电阻偏低时，应变片的零飘、滞后等现象都较严重，会引起较大的测量误差。

(6) 导线的焊接与固定：焊接前在引出线下面粘一层绝缘层(可用透明胶带)，以保证

引出线焊点处的绝缘。将测量导线用胶布固定在试件上，使导线一端与应变片引出线靠近，并事先将导线塑料皮去掉约3 mm且涂上锡，然后用电烙铁将应变片引出线与测量导线焊牢，防止虚焊。焊接要迅速、准确、时间不宜过长，否则会产生氧化物，降低焊点质量。导线连接后，把应变片接入应变仪，调平衡后观察几分钟，如读数有较大变化，表明粘层中有气泡或局部剥离，这都要采取措施或重新贴片。

(7) 防潮保护：粘贴好的应变片，会因受潮降低粘贴性能，甚至脱落。因此接好导线

后应立即涂上防护层，短期防护可用中性凡士林，长期防护可用704胶、环氧树脂、氯丁橡胶等。

保护层厚约1～2 mm，周边超出应变片10～20 mm。