Vishay应变测量技术讲座笔记

1、美国应变测量技术及应用专题技术讲座中国计量科学研究院举办的美国应变测量技术及应用专题技术讲座，历时3天，了解了应变计、应变测量胶水、保护涂层和测量仪器以及光测应变场技术，学习了普通应变计的安装工艺，并咨询了高温应变计的类型和安装工艺。讲座由美国Vishay Micro-Measurement 公司的两位工程师主持，分别负责电测和光测（Photostress）。Vishay公司在1962年创建，VMM的主要产品是应变计、相关附件和测量仪器。一、 应变计的选择1、 1/4桥l 2根线的1/4桥：长的引线会引入电阻导致电桥不平衡，6m长的导线导致电桥不平衡量为29000me，仪器调零困难。同时也受温

2、度的影响，用手握住导线的变化就能有100me 以上。l 3根线的1/4桥：6m长的导线导致电桥不平衡量为400me，仪器调零容易。也不受导线温度的影响。2、 应变计的长度选择：要基于应力的分布。l 应变测量的是局部区域的平均，而非某点的微应变。当应力是线性分布，应变计的长度无影响。l 应力集中时，最好用非常小的应变计贴在应力集中处，应变计应比应力集中点稍大一点。l 各向异性材料（如混凝土、碳纤维复合材料等），用长应变计在较大区域得到平均值。3、 应变片样式l 单向应变计：需要知道主应力方向；l T型应变计：也需要知道主应力方向；l 三片应变花：不知道主应力方向时，可随意贴，通过计算可得出最大最

3、小主应力和方向。l 剪切式应变计：用于剪切和扭转。4、 应变计电阻选择常用的有120、350和1000。电阻120350优点应变计尺寸小电流低，发热功率低成本稍低可大电压激励，信号噪声小疲劳寿命更佳导线的电阻影响更小电池供电更长5、 激励电压适当提高激励电压可提高测量的信噪比。但激励电压太高时，流过应变计的电流会发热，导致应变计电阻变化而产生热输出。以下情况可使用高的激励电压：l 大应变片，散热好；l 大阻值应变片（小电流，发热功率小）l 容易散热的材料（如铝材料，可用10V的激励电压）二、 应变计的安装工艺以下的安装工艺是在研讨会上进行演示，并实际动手照此程序进行操作。它是以VMM公司的产品

4、为基础的，所用应变片为带3m特氟龙镀银导线封装型（如下图）。安装过程具有一定的参考意义。1、 去污剂CSM-2喷到纱布上，擦测试零件，去除油污。2、 用320GRIT的砂纸，在粘贴面来回打磨12次。白纸垫在零件下面。3、 在贴应变片处涂ConditionerA调节剂，再用320GRIT的砂纸，在测量面来回打磨12次。将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次，再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸。4、 在贴应变片处涂ConditionerA调节剂，用400GRIT的砂纸，在测量面来回打磨12次。将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次，再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸

5、。5、 用铅笔、直尺划出贴应变片的位置。6、 在贴应变片处涂ConditionerA调节剂，用棉签擦掉铅笔划的线，将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次。7、 在贴应变片处涂Conditioner5A中和剂，达到合适的酸碱度，用棉签擦拭，将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次，再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸。8、 处理应变计的盒子用Conditioner5A中和剂滴几滴，用纱布擦干净。中和剂倒在纱布上，将镊子擦干净。9、 取出应变计，用胶布将导线固定在盒子上。去掉应变计的塑料夹子，用透明胶布将应变计和导线粘在一起，去掉固定导线的胶纸。用透明胶带将应变计对准粘贴位置贴上，注意导

6、线方向。10、 用较小的角度揭开胶带超过中线1cm，将快干剂涂在应变计上，晾干1min。11、 将M-Bond 200胶涂在胶带下面，用纱布将胶向应变计方向挤出，用拇指压住1min。松开手指后再晾1min.12、 用纸胶带将导线固定再零件上，并写上相应的信息：应变计的型号和灵敏系数等。13、 将透明胶带以0角度由应变片向导线方向揭开。在应变计和导线上涂MCoat A的保护层。14、 用应变计安装测试仪1300检查安装质量。要求绝缘电阻大于10kM。三、 高温应变计 本次研讨会上咨询了VMM高温应变计的相关事宜。VMM高温应变计有ZC-/LZN-/LZE-三个系列，可在1150（2100F）下的

7、测量动态应变。VMM高温应变计有两种安装方式：粘贴式和焊接式。粘贴式的工艺较为复杂，陶瓷基底只能用在较平的测量表面，胶固化时需要在不同的温度（高达315）下对测量零件进行保温。焊接式为金属基底，可用在任何能进行点焊操作的金属零件，使用VMM 700型便携式应变计焊接机，操作简单，使用可靠。四、 应变测量仪器VMM公司的主要应变测量设备有：1、 数据采集系统：5000系统主要用于静态测量，6000系统用于动态测量。除了应力测量模块外，还有温度、转速、电压、电荷等测量模块。2、 StrainSmart软件，试验应力分析测试专用软件，通过其处理功能和相关数据库，消除影响精确应变测量的影响因素。可自动

8、计算主应力、等效应力和其方向。3、 应变信号调理放大器：A2，2100，2200，2300系统，将应变信号进行处理并输出到其他通用数据采集仪。4、 静态应变测量记录仪：P3。5、 700型便携式应变计焊接机，用于焊接高温和普通焊接式应变计。6、 1300型应变计安装检查测量仪，使用简便，测量精度高。7、 贴片式光弹应力应变全域测量分析系统：PhotoStress Plus 系统。8、 标准应变模拟仪：1550A和V/E-40。五、 光弹测量应变场光弹应变测量是50年代末产生测量全场域表面应力分布的技术，它是将一种对应变敏感的有可塑性的特殊涂层，粘贴在测量表面，通过偏振光照射后的颜色变化，显示了应力变化。光弹可得出应力的差值，某一点的应力确定后，就可得出全场的应力的大小和方向。与电阻应变计的比较见下表：电阻应变计光弹精度1me10me应力场测量NOYES应力梯度NOYES特点应用范围广，精度高全场、静动态测量，可测应力集中。Vishay Micro-Measurement