【正文】 為溫度自補償應(yīng)變片 。 ② R1和 RB兩個應(yīng)變片應(yīng)具有相同的電阻溫度系數(shù)α、 線膨脹系數(shù) β、 應(yīng)變靈敏度系數(shù) K和初始電阻值 R0 ③ 粘貼補償片的補償塊材料和粘貼工作片的被測試件材料必須一樣 ， 兩者線膨脹系數(shù)相同 。 當(dāng)溫度升高或降低 Δt=tt0時 ， 兩個應(yīng)變片因溫度而引起的電阻變化量相等 ， 電橋仍處于平衡狀態(tài) ， 即 0?oU1 1 4 3( ( ) ( ) ) 0o t B B tU A R R R R R R? ? ? ? ? ? ? 測量應(yīng)變時 ， 工作應(yīng)變片 R1粘貼在被測試件表面上 ，補償應(yīng)變片 RB粘貼在與被測試件相同的材料上 ， 且 僅工作應(yīng)變片承受應(yīng)變 。 利用這一基本關(guān)系可實現(xiàn)對溫度的補償 。 圖 38 電橋補償法 R1R3RBR4Uo R 1RB( a ) ( b )R1— 工 作 應(yīng) 變 片 ； RB— 補 償 應(yīng) 變 片F(xiàn) F~U ?電橋補償法 電路分析 ? A為由橋臂電阻和電源電壓決定的常數(shù) 。 2. 電阻應(yīng)變片的溫度補償方法 電阻應(yīng)變片的溫度補償方法通常有 線路補償 和 應(yīng)變片自補償 、 熱敏電阻補償 三大類 。 ?當(dāng)試件與電阻絲材料的線膨脹系數(shù)不同時：環(huán)境溫度變化 ， 電阻絲會產(chǎn)生附加變形 ， 從而產(chǎn)生附加電阻變化 。 1) 2) 試件材料和電阻絲材料的 線膨脹系數(shù)不同 的影響 式中 : Rt——溫度為 t時的電阻值； R0——溫度為 t0時的電阻值； α——金屬絲的電阻溫度系數(shù)； Δt——溫度變化值， Δt=tt0。 由于測量現(xiàn)場環(huán)境溫度的改變而給測量帶來的附加誤差 ， 稱為應(yīng)變片的 溫度誤差 。 ? ?? ? rnnlrnKKHxy??121?????如何測量應(yīng)變片的靈敏系數(shù) K？ K值通常采用抽樣的方法 ， 在規(guī)定條件下 ， 通過實測確定 。即： 可見， r愈小、 l愈大，則 H愈小。 若敏感柵有 n根縱柵 ， 每根長為 l， 半徑為 r， 在軸向應(yīng)變 ε 作用下 ， 全部縱柵的變形視為 Δ L1 ΔL1= n lε 半圓弧橫柵同時受到 ε 和 ε r的作用，在任一微小段長度 d l = r dθ 上的應(yīng)變 ε θ 可由材料力學(xué)公式求得 每個圓弧形橫柵的變形量 Δ l為 ? ? ? ? ?????? ? 2c os2121rr ????? ?rr rrddll ?????????? ????? ?? 200縱柵為 n根的應(yīng)變片共有 n1個半圓弧橫柵 ， 全部橫柵的變形量為 應(yīng)變片敏感柵的總變形為 ? ? ? ?rrnrnnlLLL ????2121221??????????? ? ? ?rrnL ???????212敏感柵柵絲的總長為 L， 敏感柵的靈敏系數(shù)為 KS， 則電阻相對變化為 rSSS KLrnKLrnnlLLKRR????2)1(2)1(2 ????????令： 則： 可見 ， 敏感柵電阻的相對變化分別是 ε 和 ε r作用的結(jié)果 。 這樣應(yīng)變片的靈敏系數(shù)要比直線段材的電阻絲的靈敏系數(shù)小 。 ?橫向效應(yīng) 當(dāng)將圖 3 3 所示的應(yīng)變片粘貼在被測試件上時 , 由于其敏感柵是由 n條長度為 l1的直線段和 （ n1） 個半徑為 r的半圓組成 , 在電阻絲的彎段 ， 電阻的變化率與直段明顯不同 。 應(yīng)變傳感器在承重梁上 電阻應(yīng)變片特性 ?橫向效應(yīng) ?橫向效應(yīng) 金屬絲式應(yīng)變片由于敏感柵的兩端為半圓弧形的橫柵 ， 測量應(yīng)變時 ， 構(gòu)件的軸向應(yīng)變 ε 使敏感柵電阻發(fā)生變化 ， 而其橫向應(yīng)變 ε r也使敏感柵半圓弧部分的電阻發(fā)生變化 。 4 . 焊接 ： 將引線和端子用烙鐵焊接起來 ， 注意不要把端子扯斷 。 應(yīng)變片的粘貼 ：在應(yīng)變片的表面和處理過的粘貼表面上 ， 各涂一層均勻的粘貼膠 ， 用鑷子將應(yīng)變片放上去 ， 并調(diào)好位置 ， 然后蓋上塑料薄膜 ，用手指揉和滾壓 ， 排出下面的氣泡 。 ：用 704硅橡膠覆于應(yīng)變片上，防止 受潮。 :用電烙鐵將應(yīng)變片的引線焊接到導(dǎo)引線上。同一電橋中各應(yīng)變片之間阻值相差不得大于 . ：貼片處用細紗紙打磨干凈，用 酒精棉球反復(fù)擦洗貼處，直到棉球無黑跡為止。 ? 蠕變 電阻應(yīng)變片的選擇、粘貼技術(shù) .斷絲等缺陷，有缺陷的應(yīng)變片不能粘貼。 一般蠕變的方向與原應(yīng)變量的方向相反 。 產(chǎn)生的原因 ： 敏感柵通電后的溫度效應(yīng)；應(yīng)變片的內(nèi)應(yīng)力逐漸變化；粘結(jié)劑固化不充分等 。 產(chǎn)生原因 ： 應(yīng)變片在承受機械應(yīng)變后的殘余變形，使敏感柵電阻發(fā)生少量不可逆變化； 在制造或粘貼應(yīng)變片時，敏感柵受到的不適當(dāng)?shù)淖冃位蛘辰Y(jié)劑固化不充分等。 Δε Δε1 機械應(yīng)變 εR 卸載 加載 指示應(yīng)變εi ? 機械滯后 機械滯后值還與應(yīng)變片所承受的應(yīng)變量有關(guān)，加載時的機械應(yīng)變愈大，卸載時的滯后也愈大。 金屬電阻應(yīng)變片主要特性參數(shù) ? 極限工作溫度 – 應(yīng)變片在規(guī)定條件下 ， 能保持其工作特性不變或在允許范圍內(nèi)變化的最高工作溫度或最低工作溫度 。 – – 通常為 2左右 ?RdRK ?應(yīng)變片的靈敏系數(shù)通過抽樣法測定，將電阻應(yīng)變片粘貼在一維應(yīng)力作用下的試件上，試件材料規(guī)定為泊松比為 金屬電阻應(yīng)變片主要特性參數(shù) ? 應(yīng)變極限 – 指在一定的溫度下，指示應(yīng)變值與真實應(yīng)變的相對差值不超過規(guī)定值（一般為10％）時的最大真實應(yīng)變值 εj 真實應(yīng)變 εg 指示應(yīng)變 εi 100% 1 90% 金屬電阻應(yīng)變片主要特性參數(shù) ? 最大工作電流 – 應(yīng)變片不因電流產(chǎn)生的熱量而影響測量精度所允許通過的最大電流 。 金屬電阻應(yīng)變片主要特性參數(shù) ? 絕緣電阻 – 敏感柵與基底之間的電阻值 – 一般大于 1010Ω 金屬電阻應(yīng)變片主要特性參數(shù) ? 靈敏系數(shù) －標(biāo)稱靈敏系數(shù)， ? 小于同種材料金屬絲的靈敏系數(shù)。 ? 優(yōu)點：應(yīng)變靈敏系數(shù)大 ， 允許電流密度大 ， 工作范圍廣 ， 易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) 。 （ 5） 蠕變 、機械滯后小，疲勞壽命長。 散熱條件好，允許電流大，靈敏度提高。 根據(jù)不同的測量要求 ，制成不同形狀尺寸的敏感柵 。 圖 32 絲式金屬電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu) 引線 覆蓋層 基片電阻絲式敏感柵lb金屬絲式應(yīng)變片 ? 敏感柵是應(yīng)變片的核心部分 ,它是應(yīng)變片中將應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的電阻體 ， 由線徑為 ～ 阻絲繞成 ， 它粘貼在絕緣的基片上 , 通過引線與測量電路相連 ， 表面有一層起保護作用的覆蓋層 。 但其價格便宜 ， 多用于應(yīng)變 、 應(yīng)力的大批量 、 一次性試驗 。 ?金屬絲式應(yīng)變片使用最早 。 ?根據(jù)敏感柵的形狀 ， 金屬電阻應(yīng)變片分為 絲式 、 箔式和 薄膜式 三種 ， 其中前兩種均需用粘結(jié)劑安裝在被測試件上 ， 屬于 粘貼式 應(yīng)變片 。 – 材料：紙或有機高分子材料等 金屬電阻應(yīng)變片構(gòu)成材料 ? 引線 – 作用：連接敏感柵和測量電路 – 要求：靈敏系數(shù)大且穩(wěn)定，電阻率高，電阻溫度系數(shù)小，具有良好的焊接性能和抗氧化性能。 – 材料：紙或有機高分子材料，如環(huán)氧樹脂等。 – 材料：銅鎳合金、鎳鉻合金等 金屬電阻應(yīng)變片構(gòu)成材料 ? 基底 – 作用：保持敏感柵、引線的幾何形狀及其相對位置，被測構(gòu)件上的應(yīng)變不失真地傳遞到敏感柵上。 ?金屬電阻應(yīng)變片由敏感柵 、 基片 、 覆蓋層和引線等部分組成 , 如圖所示 。ε dR KR ??根據(jù)應(yīng)變力與應(yīng)變的關(guān)系，得到應(yīng)變力 σ為 電阻應(yīng)變片種類、材料及粘貼 ? ?電阻應(yīng)變片品種繁多 , 形式多樣 。 由此可知 , 應(yīng)變力 σ正比于應(yīng)變 ε, 而試件應(yīng)變 ε正比于電阻值的變化 , 所以 應(yīng)變力 σ正比于電阻值的變化 , 這就是利用 應(yīng)變片測量應(yīng)變的 基本原理 。 應(yīng)變片主要性能指標(biāo)舉例 上表中，哪幾個型號是半導(dǎo)體應(yīng)變片？依據(jù)是什么？ 應(yīng)變片測量原理 ：在外力作用下 ， 被測對象產(chǎn)生微小機械變形 ， 貼在對象