電阻應變計的常規(guī)使用技術
在應變測量時，只有正確選用和安裝使用應變計，才能保證測量精度和可靠性，達到預期的測試目的。
2.7.1電阻應變計的選擇
應變計的種類繁多，選用時應根據(jù)測試的環(huán)境條件、被測構件的應變狀態(tài)、被測構件的材料性質(zhì)、應變計的尺寸和電阻值及測量精度等因素來決定。
一般的選用原則是：
1.根據(jù)測試的環(huán)境條件
（1）環(huán)境溫度 測量時應根據(jù)構件的溫度選擇合適的應變計，使得在給定的試驗溫度范圍內(nèi)，應變計能正常工作。
（2）環(huán)境濕度 潮濕對應變計性能影響極大，會出現(xiàn)絕緣電阻降低、粘結(jié)強度下降等現(xiàn)象，嚴重時則無法進行測量。為此，在潮濕環(huán)境中，應選用防潮性能好的膠膜應變計，如酚醛－縮醛、聚脂膠膜應變計等，并采取恰當?shù)姆莱贝胧?/p>
（3）磁場環(huán)境 應變計在強磁場作用下，敏感柵會伸長或縮短，使應變計產(chǎn)生輸出。因此，敏感柵材料應采用磁致伸縮效應小的鎳鉻合金或鉑鎢合金。
2.根據(jù)被測構件的應變狀態(tài)
（1）應變分布梯度 應變計測出的應變值是應變計柵長范圍內(nèi)的平均應變值。因此當應變沿試件軸向為均勻分布時，可以選用任意柵長的應變計，而對測試精度無直接影響。柵長大的應變計，其橫向效應系數(shù)小，且粘貼也比較容易。如果是對應變梯度大的構件進行測試，則應視具體情況選用柵長小的應變計。
（2）應變性質(zhì) 對于靜態(tài)應變測量，溫度變化是產(chǎn)生誤差的重要原因，如有條件，可針對具體試件材料選用溫度自補償應變計。
對于動態(tài)應變測量，應選用疲勞壽命高的應變計，如箔式應變計。
3.根據(jù)被測構件的材料性質(zhì)
（1）若被測構件的材料為彈性模量較高的均質(zhì)材料（如金屬材料），則對應變計無特殊要求。
（2）若被測構件的材料為非均質(zhì)材料（如木材、混凝土等），則應選用柵長較大的應變計，以消除因材料不均勻而帶來的影
響。用于混凝土表面應變測量的應變計，其柵長一般應比顆粒的直徑大四倍以上。
4.根據(jù)應變計的尺寸
應變計尺寸的選擇，是根據(jù)試件的材料和應力狀態(tài)，以及允許粘貼應變計的面積而定 。例如，對于混凝土、鑄鐵、木材等表面粗糙、不勻的材料，選用柵長較大的應變計。對于表面光滑、均勻的材料，選用柵長較小的應變計。對于試件表面應力分布均勻或變化不大，且允許粘貼面較大的情況下，選用柵長較大的應變計。若在試件的應力集中區(qū)域，或允許粘貼面積很小的情況下，選用柵長≤1mm的應變計。對于塑料等導熱性差的材料，一般選用柵長大的應變計。應變計的尺寸越小，則對粘貼質(zhì)量的要求越高。因此，在確保測量精度和有足夠安裝面積的前提下，選用柵長較大的應變計為宜。
如果應變計用于動態(tài)應變測量，則選擇應變計的柵長時，還應考慮應變計對頻率的響應等要求。
5.根據(jù)應變計的電阻值
應變計電阻值的選擇，一般根據(jù)測試儀器對應變電阻值和測量應變靈敏度的要求，以及測試條件等而定。例如，應力分析測試常用的電阻應變儀通常是按應變計電阻值為120+5Ω進行設計的，因此，應力分析測試時，普遍選用電阻值為120Ω的應變計。而傳感器上通常選用高電阻值（如350Ω、500Ω、1000Ω，甚至5000Ω）的應變計，因為這樣可以提高其穩(wěn)定性或輸出靈敏度。有時為了減少應變計引線和連接導線的電阻對應變計應變靈敏度的衰減作用，或為了提高動態(tài)應變測量的信噪比，也選用高電阻值的應變計。
6.根據(jù)測試精度
一般認為以膠膜為基底、以銅鎳合金和鎳鉻合金材料為敏感柵的應變計性能較好，它具有精度高、長時間穩(wěn)定性好以及防潮性能好等優(yōu)點。
2.4.2電阻應變計的粘貼
常溫應變計的安裝通常采用粘貼法。因此，粘結(jié)工藝是應變測試中非常重要的環(huán)節(jié)。應變計粘結(jié)得好壞，直接影響到構件表面的應變能否正確、可靠地到傳遞敏感柵，影響到測試的精度。下面將應變計粘貼的操作過程作簡單介紹。
1.檢查和分選應變計
貼片前應對應變計進行外觀檢查和阻值測量。檢查應變計的敏感柵有無銹斑、基底和蓋層有無破損、引線是否牢固等。阻值測量的目的是檢查應變計是否有斷路、短路情況，并按阻值進行分選，以保證使用同一溫度補償片的一組應變計的阻值相差不超過0.1Ω。
2.粘貼表面的準備
首先除去構件粘貼表面的油污、漆、銹斑、電鍍層等，用砂布交叉打磨出細紋以增加粘結(jié)力，接著用浸有酒精（或丙銅）的紗布片或脫脂棉球擦洗，并用鋼畫針畫出貼片定位線。最后，再進行一次擦洗，直至紗布片或棉球上不見污跡為止。
3.貼片
在應變計的底面和處理過的粘貼表面上，各涂一層薄而均勻的膠，用鑷子將應變計放上并調(diào)好位置，然后蓋上氟塑料薄膜，用手指揉和滾壓，擠出多余的膠，并排除應變計下面的氣泡，使應變計和試件完全貼合。適當時間后，由應變計無引線的一端開始向有引線的一端揭掉氟塑料薄膜，用力方向盡力與粘結(jié)表面平行。
4.固化
貼片時最常用的是氰基丙稀酸酯粘結(jié)劑（如502膠水、501膠水粘結(jié)劑）。用它貼片后，只要在室溫下放置數(shù)小時即可充分固化，而具有較強的粘結(jié)能力。對于需要加溫固化的粘結(jié)劑，應嚴格按規(guī)范進行。一般是用紅外線燈烘烤，但加溫速度不能太快，以免產(chǎn)生氣泡。
5.測量導線的焊接與固定
待粘結(jié)劑初步固化以后，即可焊接導線。常溫靜態(tài)應變測量時，導線可采用ф0.1~0.3mm的單絲紗包銅線或多股銅芯塑料軟線。
導
線與應變計引線之間最好使用接線端子片，如圖2-14所示。它是用敷銅板腐蝕而成。接線端子片應粘貼在應變計附近，將導線與應變計引線都焊在端子片上。常溫應變計均用錫焊。為了防止虛焊，必須除盡焊接端的氧化皮、絕緣物，再用酒精、丙酮等溶劑清洗，焊接要準確迅速。
已焊好的導線應在試件上沿途固定。固定的方法有用膠布粘、用膠粘（如用502膠粘）等。
圖2-14 接線端子片固定導線示意圖
6.檢查
對已充分固化并已接好導線的應變計，在正式使用前必須進行質(zhì)量檢查。除對應變計作外觀檢查外，還應檢查應變計是否粘貼良好、貼片方位是否正確、有無短路和斷路、絕緣電阻是否符合要求(一般不低于100MΩ)等。
2.7.3電阻應變計的防護
對安裝后的應變計，應采取恰當?shù)姆莱贝胧。防護方法的選擇取決于應變計的工作條件、工作期限及所要求的測量精度。對于常溫應變計，常采用硅橡膠密封劑防護方法。這種方法是用硅橡膠直接涂在經(jīng)一般清潔處理的應變計周圍，在室溫下經(jīng)12~24小時即可粘合固化，放置時間越長，粘合效果越好。硅橡膠使用方便、防潮性能好、附著力強、儲存期長、耐高低溫、對應變計無腐蝕作用，但強度較低。另外，環(huán)氧樹脂、石蠟或凡士林也可做防潮保護材料。
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-05
