下面介绍几种常用的电阻应变计,金属丝式应变计的敏感栅一般是用直径0.01~0.05毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属丝制成。可分为丝绕式和短接式两种。丝绕式应变计是用一根金属丝绕制而成(见图2-3),短接式应变计是用数根金属丝按一定间距平行拉紧,然后按栅长大小在横向焊以较粗的镀银铜线,再将铜导线相间地切割开来而成。丝绕式应变计的疲劳寿命和应变极限较高,可作为动态测试用传感器的应变转换元件。丝绕式应变计多用纸基底和纸盖层,其造价低,容易安装。但由于这种应变计敏感栅的横向部分是圆弧形,其横向效应较大,测量精度较差,而且其端部圆弧部分制造困难,形状不易保证相同,使应变计性能分散,故在常温应变测量中正逐步被其它片种代替。电阻应变计的种类很多,分类的方法也很多。福州高分辨率应变计量程
电阻应变计是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用较多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。广州应变计精度压电应变计的基本结构就是在两个电极之间夹一块压电晶体。
典型的金属箔应变计物体的应变总是由于外力或内力作用导致。力、压力、力矩、热和材料结构变化等原因都可能导致应变。满足特定条件时,就可以通过测得的应变量来算出影响因素的量化程度或物理值。这一方法在应力实验分析中被采用。应力实验分析用试样或结构零件表面测得的应变值来表述材料内部的应力,并且预测材料安全性和耐久程度。更加专业的变送器可用于测量力或其它衍生的物理量如运动、压力、加速度、位移和振动等。这类变送器通常包含一个粘接了应变计的压敏隔膜。
振弦式表面应变计埋设方法,表面应变计安装分两步,第一步是应变计夹具的安装,第二步是应变传感器安装。安装用于长期观测的表面应变计,应先将配好对的夹具安装试棒,安装时两夹具的底面应在同一平面上,两夹具紧固螺栓中心孔距应为100mm(仪器标距)。利用装好试棒的夹具上的4个孔(夹具下附带的安装板),在仪器固定位置(观测点)画点,在被测结构物画点的部位打孔,安装膨胀螺栓,然后将装有试棒的夹具组固定在被测结构物上,既完成仪器夹具的安装。张丝式应变计的原理还可制成扭矩传感器和加速度计。
与丝绕式应变计相比,箔式应变计的优点是:1.敏感栅很薄,且箔材与粘合层的接触面积要比丝材的大,因而粘贴牢固,有利于变形传递,因而它所感受的应变状态与试件表面的应变状态更为接近,测量精度高;2.敏感栅的横向端部为较宽的栅条,故横向效应较小;3.箔式片能保证尺寸准确,线条均匀,故灵敏系数分散性小;4.箔式应变计的蠕变小、疲劳寿命长;5.制造工艺自动化,可成批生产,生产效率高。6.加工性能好,能制成为各种形状和尺寸的应变计,尤其可以制造栅长很小的或敏感栅图案特殊的应变计。埋入式振弦应变计由一根钢弦保护管连接的两个法兰盘端块组成。郑州光纤光栅应变计输出方式
夹具固定后,轻轻拆下安装试棒,将表面应变计从夹具一端放入,到表面应变计各端面与夹具外边沿平齐为止。福州高分辨率应变计量程
短接式应变计,短接式应变计也有纸基和胶基等种类。短接式应变计由于在横向用粗铜导线短接,因而横向效应系数很小(<0.1%),这是短接式应变计的较优点。另外,在制造过程中敏感栅的形状较易保证,故测量精度高。但由于它的焊点多,焊点处截面变化剧烈,因而这种应变计疲劳寿命短。金属箔式应变计,箔式应变计的敏感栅是用厚度为0.002~0.005毫米的铜镍合金或镍铬合金的金属箔,采用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程而制成。基底是在箔的另一面涂上树脂胶,经过加温聚合而成,基底的厚度一般为0.03~0.05mm。福州高分辨率应变计量程
振弦式应变计可测量钢或混凝土结构的应变,测量值用于计算结构荷载或应力。应变计可通过电弧焊接端块固定在钢结构上,在混凝土表面,则可以通过安装块(包括钢筋螺栓)安装。埋入式应变计浇铸在混凝土结构中,也可作为“喷浆混凝土”模型,带有可调的张紧环。对于混凝土的高压力,例如在深桩中,建议使用埋入式应变计进行深部应用。工作原理,张紧的钢弦在拉动时会以其共振频率振动,这个频率的平方与钢弦的应变成正比。为了利用这一原理,振弦式应变计被设计为在固定结构上的两个端块之间保持钢弦的张力,一个电磁线圈组件被用来激励钢弦,然后将频率信号返回给读数单元。结构的变形会改变两个端块之间的距离,从而改变钢弦的张力及其共振频率。...