應(yīng)變片種類不少,分為箔式應(yīng)變片,金屬絲式(繞線式)應(yīng)變片和半導(dǎo)體式應(yīng)變片等。如何選擇合適的應(yīng)變片型號(hào)、掌握應(yīng)變片片粘貼方法是材料力學(xué)試驗(yàn)和工作中的重要內(nèi)容。下面一起了解下。
如何選擇應(yīng)變片?實(shí)際應(yīng)用時(shí),變片型號(hào)選擇應(yīng)從測試環(huán)境、應(yīng)變的性質(zhì)、應(yīng)變變化梯度、粘貼空間、曲率半徑、測量精度和應(yīng)變片自身特點(diǎn)等方面去加以考慮。測試的環(huán)境主要考慮溫度、溫度和電磁場等。應(yīng)變的性質(zhì)分為靜應(yīng)變和動(dòng)應(yīng)變,靜態(tài)應(yīng)變測量選擇橫向效應(yīng)較小的應(yīng)變片;動(dòng)態(tài)應(yīng)變測量選擇疲勞壽命強(qiáng)的應(yīng)變片。選擇的應(yīng)變片應(yīng)無氣泡、霉斑、銹點(diǎn)等缺陷,阻值在120±2Ω以內(nèi),具有自補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變片。應(yīng)變片的熱膨脹系數(shù)如6頁表中所示,可以從中選擇適用于被測物的自補(bǔ)償應(yīng)變片。對于應(yīng)變場均勻變化的被測對象,對應(yīng)變片柵長沒有特殊要求,可選柵長長的應(yīng)變片,易于粘貼;對于應(yīng)變梯度變化大的測點(diǎn),可選用柵長較小的應(yīng)變片。可用的粘貼空間也影響著應(yīng)變片的選擇,特別是窄小空間宜選用柵長小的應(yīng)變片。
根據(jù)被測對象的不同選擇不同的應(yīng)變片。用于混凝土應(yīng)變測試的應(yīng)變片要求敏感柵長度較長,如線型片敏感柵長度宜用60、70、80、120mm;箔式片的敏感柵長度宜用10、20、30mm。用于復(fù)合材料強(qiáng)度測試的箔式應(yīng)變片敏感柵長度宜選用2、5mm。用于印刷電路板測試的箔式應(yīng)變片柵長度宜選用0.2、1mm。木材、玻璃的應(yīng)變測量宜選用柵長為5mm的應(yīng)變片。一般金屬、丙烯的應(yīng)變測量宜選用柵長為1~6mm的應(yīng)變片。應(yīng)力集中測試宜用柵長為0.15~2mm的單或雙軸5片型應(yīng)變片??臻g較窄的應(yīng)變片測量和碰撞應(yīng)力等快速狀態(tài)下的應(yīng)變片測量宜選用柵長為0.12~1mm的應(yīng)變片。還有專門用于測量殘余應(yīng)力、大變形和測量螺栓軸力的專用應(yīng)變片。
單枚應(yīng)變片一般用于測量單軸應(yīng)變,應(yīng)變花用于測量平面應(yīng)力狀態(tài)。材料泊松比的測量宜選用正交的雙軸應(yīng)變花。應(yīng)力分析宜選用0/90/45度的三軸應(yīng)變花。二軸90 應(yīng)變花用于主應(yīng)力方向已知的場合,三軸和四軸應(yīng)變花則用于主應(yīng)力方向未知的場合。60Ω的應(yīng)變片常用于彎曲校正(兩枚應(yīng)變片位于同一橋臂上),120Ω的應(yīng)變片用于一般應(yīng)力測量,350~1000Ω的應(yīng)變片用于制作應(yīng)變型傳感器。
1、應(yīng)變片測量應(yīng)變值優(yōu)點(diǎn)
(1)測量范圍廣??蓽y1~20000με。
(2)測量靈敏度和精度高。其最小應(yīng)變讀數(shù)為1με(微應(yīng)變,1με=1×10-6ε)在常溫測量時(shí)精度可達(dá)1~2%。
(3)頻率響應(yīng)好??梢詼y量從靜態(tài)到數(shù)十萬赫的動(dòng)態(tài)應(yīng)變。
(4)應(yīng)變片尺寸小,重量輕。最小的應(yīng)變片柵長可短到0.1毫米,安裝方便,不會(huì)影響構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)。
(5)測量過程中輸出電信號(hào),可制成各種傳感器。
(6)可在各種復(fù)雜環(huán)境下測量。如高、低溫、高速旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)磁場等環(huán)境測量。
2、應(yīng)變片測量應(yīng)變值同樣也有缺點(diǎn):
(1)一個(gè)應(yīng)變片只能測構(gòu)件表面一個(gè)點(diǎn)沿某個(gè)方向的應(yīng)變,而不能進(jìn)行全域性測量。
(2)只能測量構(gòu)件的表面應(yīng)變,而不能測構(gòu)件的內(nèi)部應(yīng)變。
注意:應(yīng)變片的測量值反映的是敏感柵下所覆蓋面積的平均值。
作為一種敏感元件,應(yīng)變片粘貼的好壞會(huì)直接影響到應(yīng)變量的轉(zhuǎn)換結(jié)果。應(yīng)變片的粘貼非常簡單,用到的工具有502膠水、酒精、接線端子。下面將正確的應(yīng)變片的粘貼方法,提供給大家參考。
應(yīng)變片粘貼方法/步驟
1、根據(jù)被測物選擇合適的應(yīng)變片。
2、測點(diǎn)處打磨并用酒精擦拭干凈。
3、在測點(diǎn)處劃好十字線。
4、在應(yīng)變片反面滴上膠水(502等)。
5、將應(yīng)變片立即貼在十字線的中心位置,并用手指隔著薄膜對應(yīng)變片輕壓。
6、在應(yīng)變片旁邊用膠水貼上接線端子,將應(yīng)變片導(dǎo)線焊在接線端子上,注意導(dǎo)線不能與被測物體接觸造成短路,最后用導(dǎo)線通過接線端子連上應(yīng)變儀即可。