电阻应变片
电阻应变片的主要技术指标
电阻应变片的主要技术指标
电阻应变片是一种常用的传感器材料，被广泛应用于各种测量和控制领域。
其主要技术指标如下：
1. 灵敏度：电阻应变片的灵敏度指其输出信号与应变值之间的比例关系，通常用每单位应变值引起的电阻变化来衡量。
灵敏度越高，表示应变片对应变的响应能力越强。
2. 线性度：线性度是指应变片输出信号与应变值之间的直线关系程度。
线性度越高，表示应变片输出的信号与应变值之间的误差越小。
3. 稳定性：稳定性是指应变片在长期使用过程中，输出信号的稳定性。
稳定性越好，表示应变片在使用过程中对环境和工作条件的变化具有更好的适应性。
4. 温度特性：温度特性是指应变片在不同温度下输出信号的变化。
良好的温度特性能够保证应变片在不同环境温度下具有稳定的性能表现。
5. 抗干扰能力：电阻应变片的抗干扰能力指其对外界干扰信号的响应能力。
良好的抗干扰能力能够有效地减少外界噪声和干扰对应变片的影响。
6. 响应时间：响应时间是指应变片产生响应的时间。
较短的响应时间能够使应变片更准确地响应变化，提高其应用的实时性。
以上是电阻应变片的主要技术指标，不同的应用场景需要对应的技术指标进行选择和优化。
简述电阻应变片的原理
简述电阻应变片的原理电阻应变片是一种利用材料电阻随应变而变化的敏感元件，可以将应变的物理量转化为电阻的变化，从而实现对应变量的测量。
在电子设备、机械设备、测控仪表和信息处理系统中广泛应用。
电阻应变片的工作原理是基于材料电阻随应变的变化而产生的电阻效应。
材料的电阻变化可以通过以下两种效应来实现：伽德纳效应和洛朗兹效应。
首先，伽德纳效应是指材料电阻随应变而发生的线性变化。
当材料受到力的作用发生应变时，材料内部的载流子受到应变的约束，导致载流子的迁移受阻，电阻增加。
这个效应被描述为电阻率与应变成正比的线性关系。
其次，洛朗兹效应是指材料电阻随应变发生的非线性变化。
它是由于电阻是由电子迁移和晶格振动共同决定的，当材料受到应变时，晶格的扭曲导致电子迁移的路径和速度发生变化，从而导致电阻发生非线性变化。
洛朗兹效应在较大应变下更为明显。
基于以上效应，电阻应变片的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 材料选择：选择具有应变灵敏性的材料作为电阻应变片的工作材料。
常用的材料有铜镍合金、硅碳合金、钢等。
这些材料具有较高的应变敏感系数和较低的温度系数。
2. 加工形状：将选定的材料加工成薄片或网格状结构，以增加电阻应变片的敏感度。
常见的几何形状有方形、圆形和网格状。
3. 连接电路：将电阻应变片与电子电路连接，形成测量电路。
连接电路时需要注意电阻应变片的敏感方向和形状。
4. 测量电路：选择合适的测量电路进行测量，典型的测量电路有电桥电路和放大电路。
在电阻应变片被外力作用引起应变时，它的电阻值发生变化。
这个变化可以通过电桥电路来检测和测量。
当电桥电路中的电阻应变片受到应变时，它的电阻值改变，导致电流通过电桥电路的各个分支出现变化，引起平衡状态的破坏。
通过测量电桥的输出信号，就可以获得电阻应变片的应变量。
另一种常用的测量方法是放大电路。
放大电路通过放大电阻应变片的电阻变化信号，然后进行处理和测量。
它可以实现更高分辨率和灵敏度的测量。
桥梁试验用电阻应变片
桥梁试验用电阻应变片
电阻应变片的选择要考虑到桥梁结构的材料、预期的应变范围
以及试验环境等因素。
一般来说，常见的电阻应变片类型包括片式
应变片和网格式应变片。
片式应变片适用于测量单向应变，而网格
式应变片则适用于多向应变测量。
在使用桥梁试验用电阻应变片时，需要注意安装的位置和方向，以确保能够准确捕捉到结构的变形情况。
此外，还需要考虑温度补
偿和校准等技术细节，以确保测量结果的准确性和可靠性。
除了安装和使用，对于桥梁试验用电阻应变片的数据处理和分
析也是非常重要的。
工程师们可以借助专业的数据采集和分析软件，对采集到的应变数据进行处理和分析，从而得出结构的应力分布、
变形情况以及结构健康状态等重要信息。
总的来说，桥梁试验用电阻应变片是桥梁结构监测中不可或缺
的重要工具，能够帮助工程师们全面了解桥梁结构的工作状态，为
结构的设计和维护提供重要参考依据。
电阻应变片工作原理
电阻应变片工作原理
电阻应变片是一种利用电阻值随应变变化的原理来测量和检测物体变形的传感器。
它通常由金属箔片、电阻条或导电线组成。
当外力作用于电阻应变片时，物体会发生形变，从而导致电阻应变片的形状、尺寸等发生改变。
这种形变导致了电阻应变片的电阻值发生变化，电阻值与应变成正比。
也就是说，应变增加会导致电阻增加，而应变减小时，电阻则会减小。
电阻应变片通常与电桥电路结合使用，以测量电阻变化产生的电压。
电桥电路通常是由一组电阻和一个电源组成的平衡电桥，通过调整电阻的大小来使电桥达到平衡状态。
当外力作用于电阻应变片时，电桥的平衡状态会被打破，产生一个电压信号，该信号与应变成正比。
通过测量电桥不平衡时的电压变化，就可以得到电阻应变片所受的应变大小。
通过测量电阻应变片的应变，可以获得物体的形变和位移信息。
电阻应变片在工程、力学等领域中广泛应用，用于实时监测和测量材料和结构的变形情况，帮助提高安全性和性能。
电阻应变片的原理及应用
电阻应变片的原理及应用1. 电阻应变片的原理电阻应变片是一种常见的用于测量物体形变的传感器。
它利用了金属材料在受力后导电性能的变化，通过测量电阻的变化来间接测量物体的形变。
电阻应变片的原理基于金属材料的应变效应。
当金属受到外力作用时，其晶格结构会发生变化，从而使电阻发生变化。
这种应变效应被称为压阻效应。
电阻应变片通常采用金属箔片的形式，由特殊的合金材料制成。
当受到外力拉伸或压缩时，金属箔片会产生相应的应变，从而导致电阻值发生变化。
具体来说，电阻应变片通常由四个电阻元件组成，形成一个电桥电路。
两个电阻应变片被安装在测量物体上，分别受到压缩或拉伸的力。
另外两个电阻元件被用作参考电阻，保持恒定。
当物体受力时，电桥电路中的电阻发生变化，通过测量电桥的输出电压或电流变化，可以间接测量物体的形变。
2. 电阻应变片的应用电阻应变片的应用非常广泛，下面列举了几个常见的领域：•力学研究：电阻应变片常用于力学研究领域，用于测量材料的应力和应变。
通过将电阻应变片安装在试样上，可以实时监测试样在受力过程中的应变情况，从而分析材料的力学性质。
•工程结构监测：电阻应变片在工程结构监测中得到广泛应用。
例如，在桥梁、建筑物或机械设备中安装电阻应变片，可以实时监测结构的应变情况，及时发现结构的异常变形，提前采取相应的维修措施。
•汽车工业：在汽车工业中，电阻应变片被广泛应用于刹车系统、悬挂系统和发动机控制系统等。
通过测量车辆部件的应变情况，可以提高汽车的行驶安全性和性能。
•航空航天领域：电阻应变片在航空航天领域也有重要的应用。
例如，在飞机的机翼、机身和发动机上安装电阻应变片，可以实时监测结构的应变情况，确保飞机的结构安全可靠。
•医学领域：电阻应变片在医学领域也有一定的应用。
例如，在人工关节的研发和临床应用中，电阻应变片可以用于测量人工关节在运动过程中的应变，从而评估关节的性能和使用寿命。
以上只是电阻应变片应用的几个典型领域，实际上，在工业、科研和生活中都存在着很多其他的应用场景。
电阻应变片应变测量的原理
电阻应变片应变测量的原理电阻应变片是一种基于电阻变化的应变测量装置，应用于各种结构和材料的应变测量。
它的原理是基于材料电阻式的变化规律，在受力或受压时，电阻发生变化，由此实现应变的测量。
电阻应变片通常由导电材料制成，如金属或半导体材料。
其具有良好的导电性能，接有一定电压时会产生电流。
当外力加在电阻应变片上时，导电材料受到应变，导致电阻发生变化。
这种变化可以通过测量电阻的方式来获得电阻应变片的应变量。
电阻应变片的工作原理涉及到材料的电阻率和杨氏模量。
在工作时，电阻应变片的材料会发生线性应变，即应变与应力成正比。
由于应变片材料的金属导电特性，当其受到应力时，会导致电子在材料中移动，从而影响电阻。
具体来说，应变片受到横向拉伸应力时，它的横向尺寸会变小，纵向尺寸会变长。
这种应变会使电阻片金属网格的线宽和线间距发生变化，从而导致电阻的变化。
为了测量电阻的变化，通常会将电阻应变片作为一个电桥的一个分支。
电桥的另外三个分支由电阻器组成，形成一个平衡电桥。
在没有应变时，电桥平衡。
而当电阻应变片受到应变时，应变片的电阻发生变化，破坏了电桥的平衡状态。
根据电桥平衡的原理，可以测量出电阻的变化，进而计算出应变。
为了提高测量的精度，通常会采用恒流源或恒压源来驱动电桥。
这样可以保持电桥中的电流或电压不变，从而减小测量误差。
电阻应变片的测量原理在工程和科研领域有着广泛的应用。
例如，在结构工程中，电阻应变片可以用于测量建筑物和桥梁的变形，以评估其结构安全性。
在机械工程中，电阻应变片可以用于测量机械零件的变形和应力，以评估其承载能力。
此外，电阻应变片还可以用于测量材料的应力应变曲线和杨氏模量等材料力学性能参数的实验研究。
总之，电阻应变片通过测量电阻的变化来实现应变的测量。
其工作原理是基于材料导电特性和应变引起电阻的变化。
电阻应变片的应用范围广泛，适用于各种结构和材料的应变测量。
电阻应变片
d m(1 2)
代入金属丝灵敏系数表达式有
K0 1 2 m(1 2)
讨论： （1）对于一定的材料，K0只与 有关。
（2）材料弹性范围内，e 0.5，m影响K0 的取值，不同的材料具有不同的K0 。
（3）进入塑性范围内， p 0.5，m影响可 以忽略，不同的材料具有近似相等的 K0值，K0 2。
（2）选择材料与栅丝横截面积，可使t << L，从而有效降 低横向效应系数H的值。
（3）（）式为理论公式，用于定性分析。通常横向效应系 数H由实验测定。
K R / R x
R — 应变片变形前的电阻值 R —应变片电阻值的改变量 x — 试件表面沿应变片轴向应变 K —应变片的灵敏系数。
3. 应变片的标定
实验测定应变片灵敏系数的过程。
• 采用符合应变片灵敏系数定义的实验装置
（a）等强度梁（悬臂）
（b）等弯矩梁（简支）
千分表 三点挠度计
• 方法步骤
RL nLL Rt (n 1)tt 对于细栅丝，1片与2片的电阻变化为
1片
RL1 RLK0L x nLLK0L x
Rt1 0
2片 RL2 0 Rt2 Rt K0t x (n 1)tt K0t x
(K0L、K0t为L段与t段栅丝材料的灵敏系数)
10/01/2011 3
4. 应变片的横向效应
（1）应变片灵敏系数K与金属丝灵敏系数K0的区别 • 标定时，梁表面存在着轴向应变x(欲测 应变)和横向应变y=-0x
• 应变片的电阻变化是敏感栅直线部分与 弯头部分电阻变化的综合结果
（2）应变片的横向效应
与应变片轴线垂直的横向应变所引起的应变片电阻变化效应。
电阻应变片的工作原理公式
电阻应变片的工作原理公式电阻应变片是一种常用的传感器，其工作原理基于材料的电阻随应变变化。
在应变片上施加一定的应变后，其电阻值会发生相应的变化，通过测量电阻值的变化可以获得应变信息。
电阻应变片的工作原理可以用以下公式来描述：ΔR/R = αε其中，ΔR表示电阻值的变化量，R表示初始电阻值，α表示应变片的应变灵敏度，ε表示应变值。
应变片的应变灵敏度α是一个材料的属性，表示单位应变下电阻值的变化量。
不同材料的应变灵敏度会有所差异，因此在选择应变片时需要考虑具体的应用需求。
电阻应变片的工作原理基于材料的电阻随应变变化，这是因为材料的电阻与其几何形状和导电性能有关。
当材料受到应变作用时，其几何形状和导电性能会发生变化，进而影响电阻值。
在实际应用中，电阻应变片通常被粘贴或固定在需要测量应变的物体表面。
当物体受到外力或变形时，应变片也会随之发生应变。
通过测量电阻值的变化，可以间接地获得物体的应变信息。
为了提高电阻应变片的测量精度，通常会采用电桥电路来测量电阻值的变化。
电桥电路根据电阻值的变化来调节电桥平衡状态，从而实现对电阻值变化的测量。
除了电桥电路，还可以采用电阻测量仪、应变测量仪等设备来测量电阻值的变化。
这些设备可以实时监测电阻值的变化，并将其转换为相应的应变值。
电阻应变片广泛应用于各种工程领域，例如结构应变测量、力学性能测试、材料研究等。
通过测量应变片的电阻值变化，可以了解物体的受力情况、变形情况，进而评估其性能和安全性。
在使用电阻应变片时，需要注意以下几点：1. 选择合适的应变片类型和材料，以满足具体应用需求。
2. 确保应变片的安装固定牢固，以免影响测量结果。
3. 定期校准和维护应变片设备，以确保测量的准确性和可靠性。
4. 避免应变片受到过大的应变，以免损坏应变片或影响测量结果。
电阻应变片是一种基于材料电阻随应变变化的传感器，通过测量电阻值的变化可以获得物体的应变信息。
在实际应用中，需要选择合适的应变片类型和材料，并采用适当的测量设备来提高测量精度。
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电阻应变片
电阻应变片贴片技巧公开
电阻应变片贴片技巧公开
目前市面上流行的称重传感器，高压力传感器以及扭矩传感器都是贴片工艺制造的也就是粘贴电阻应变
片。
电阻应变片贴的好坏影响传感器的特性，不如精度，输岀信号大小等，如果粘贴的不好，传感器也就是一个次品无法在进行下一步的工艺。
因此可以说传感器最关键最基本的一步就是粘贴电阻应变片。
（电阻应变片的组成及工艺原理请参见我司撰写的其他文章）。
上次“扭矩传感器技术公开”的这一文章上也大致的说了下贴片的重要性。
故此，着重用一篇文章来介绍如何贴电阻应变片。
下面的介绍中我以实验的方式向大家介绍这一工艺。
如有其他问题也可以与我司人员联系。
一、实验目的
1•了解应变片的测量原理、结构、种类；
2•掌握应变片的粘贴技术及质量检查与防潮方法。
二、实验原理（应变片）
在机械工程测试技术中，广泛应用电阻应变片，因为它能准确地测量各种力参数。
对于应变片的正确选取和粘贴质量的好坏，将直接影响应变片的性能和测量的准确性。
（一）应变片的分类
应变片可分为金属式和半导体式两大类：
金属式：丝式、箔式、薄膜式；半导体式：薄膜式、扩散式。
根据基底材料不同又可分为纸基、胶基和金属片基等。
（二）基底材料
基底材料要满足如下要求：机械强度高，粘贴容易，电绝缘性好，热稳定性好，抗潮湿性能好，挠性好（能够粘贴在曲率半径很小的曲面上），无滞后和蠕变。
1•胶基：是由有机聚合材料的薄片作为基底的称为胶基应变片；（1）酚醛、环氧树脂基底（箔式片居多），
它具有良好的耐热和防潮性能，使用温度达成180 C，并且长时间稳定性好；（2）聚酰亚胺基底，使用温
度-260 'C〜400 C，绝缘性能好，因此可以做得很薄，通常为0.025mm,应变片的柔韧性好；（3）石棉、
玻璃纤维增强塑料作基底，主要在高温下使用。
（三）敏感元件材料
对敏感材料的要求：灵敏度K。
在尽可能大的应变范围内是常数；K。
尽可能大；具有足够的热稳定性；电
阻系数高且受温度变化的影响小；在一定的电阻值要求下，电阻系数越高，电阻丝的长度越短，因此可以减小电阻应变片的尺寸。
康铜是用得最广泛的电阻应变片敏感材料，康铜的K。
值对应变的稳定性非常好，不但在弹性变形的范围
内K。
保持常数，在进入塑性范围后K。
仍基本上保持常数，故测量范围大。
康铜具有足够小的电阻温度
系数，使测量时因温度变化而引起的误差较小；康铜的电阻系数很大，便于做成电阻值大而尺寸小的电阻应变片。
我国制造的电阻应变片绝大部分以康铜为敏感材料。
除康铜外还有镍铬铁合金、镍铬合金等
（四）应变片的主要参数
1、几何尺寸：基长I――沿敏感栅金属丝轴线方向上能承受应变的有效长度，基宽b――与金属丝轴线垂
直方向上敏感外侧之间的距离；
2•电阻值：它是指应变片既没有粘贴，又不受外力作用的条件下，在室温中测量的原始电阻值。
目前应
变片的规格已成为标准系列化，目前我国生产的应变片名义阻值一般为120 Q，此外，还有60、80、240
Q等；
3•灵敏度S :当应变片粘贴在试件上之后，在沿应变片轴线方向的单向载荷作用下，应变片的电阻变化
率与被敏感栅覆盖下的试件表面上的轴向应变的比值称为应变片的灵敏度S
4•绝缘电阻：指敏感栅与被测试件之间的绝缘电阻；
5 .允许电流：当应变片接入测量电路后，敏感栅中流过一定的电流，使应变片产生温升，一般在静态测量中允许电流为25mA在动态测量中允许电流为75〜100mA
二、实验仪器和设备
传感器试件 1 个数字万用表 1 块
应变片 1 组惠斯顿电桥 1 台
电阻应变片特用胶1 瓶划线针 1 把
丙酮（滴瓶装）1 瓶胶带 1 卷
镊子 1 支脱脂棉若干
小螺丝刀 1 支聚四氟乙烯薄膜若干
钢板尺 1 支细砂布若干
高度尺 1 把应变片样本 1 册
四、实验内容及步骤
仔细观察电阻应变片的样品，区别纸基、胶基等应变片及其结构，特别注意应变片在粘贴时的正反面区别。
（一）应变片的选择
1.根据试件大小、工作温度和受力情况，选取合适的应变片；
2.用5〜10倍的放大镜选择没有短路、断路、汽泡等缺陷，并且要求表面平整、丝栅排列均匀的应变片；
3.量出所选取应变片的阻值，使阻值相近的应变片放在一起，应保证同组各应变片的阻值差不超过0.5 Q，这样在测量时容易调整平衡。
（二）试件的表面处理与划线
1•预清洗：根据试件的表面状况进行预清洗，一般采用有机溶剂脱脂除渍；
2•除锈、粗化：一般多采用砂布打磨法，除掉试件表面的锈渍使其露岀新鲜的金属表层，以便使胶液充
分浸润以提高粘贴强度。
用细砂布沿着与所测应变轴线成方向交叉轻度打磨，使试件表面呈细密、均匀新鲜的交叉网纹状，这样有利于充分传递应变，打磨面要大于应变片的面积（图2—1）；
3•划定位基准线：根据应变片尺寸，利用钢板尺、高度尺、划线针或硬质铅笔划岀确定应变片粘贴位置
的定位基准线。
划线时，不要划到应变片覆盖范围内（图2—2）；
4•清洗：一般采用纯度较高的无水乙醇、丙酮等，用尖镊子夹持脱脂棉球蘸少量的丙酮粗略地洗去打磨粉粒，然后用无污染的脱脂棉球蘸丙酮仔细地从里向外擦拭粘贴表面，擦一次转换一个侧面再擦，棉球四
20MW 〜100 MW 以上即可。
低于
面都用过，更换新棉球用同样的方法擦洗，直到没有污物和油渍为止。
应变片背面也要轻轻擦拭干净，干 燥后待用。
（三）粘贴
在无灰尘的条件下，用清洗过的小螺丝刀蘸取少量
KH — 501 （或502）胶液，在清洗好的试件粘贴表面和
应变片背面单方向涂上薄而均匀的一层胶液 （单方向涂抹，以防产生汽泡），放置少许时间，待涂胶的试件 和应变片上胶液溶剂挥发还带有粘沾性时，将应变片涂胶一面与试件表面贴合，并注意应变片的定位标应
与试件上的定位基准线对齐。
在贴好的应变片上覆盖一层聚四氟乙烯薄膜用手指单方向轻轻按压，将余胶 和气泡挤岀压平。
手指按压时不要相对试件错动，按压 3〜5分钟后，放在室温下固化待用。
（四）接桥
1.将干燥固化后的应变片用数字万用表检查有无短路、
断路现象，并测岀应变片与试件之间的绝缘电阻,
长期测量大于500 MW 临时测量大于20MW 本实验属于短期测量，达到 20MW 将会严重影响到稳定性，达不到要求的应当重新贴片;
图2 — 3
（ a ）串联半桥 （b ）半桥 （C ）全桥
3 •用万用表检查绝缘及通路；
4 •用惠斯顿电桥或数字万用表测量两臂（半桥：
AB BC ）或两对角（全桥：AC BD ，检查其阻值是否大致相等，最好不超过
0.5W,否则应变仪不易调平衡。
五、密圭寸、防潮 密封、防潮措施是为了保护粘贴后的应变片避免受到机械损坏，在使用过程中不受环境温度变化的影响， 保持良好的绝缘性能。
用石腊涂料（石腊
40〜45%、松香30〜35%、凡士林15%机油少许），或其它密
封涂料涂于试件表面，起到防水、防潮、绝缘作用。