基于电阻应变片的应变应力测试的概述

1、(1)第 页共4页第 页共4页基于电阻应变片的应变应力测试的概述目前，采用电阻应变片电测法进行应力应变测量是对工程结构件设计、制造、装配的可靠性和安全性进行测试、分析和评价的常用手段。广泛应用在航空、机械、车辆、土木等工程领域。但是。随着近代工业的发展。在许多高新技术领域，如汽车、航空航天和船舶等领域，产品的结构、负载状态越来越复杂.对应力应变测试技术和测试方法也提出了更高和更新的要求.测试仪器的抗电磁干扰阅题以及接触测量所导致的被测对象动特性的变化问题等。一电阻应变片的测量原理：电阻应变片的基本构造：一般的应变片是在成为基底的塑料薄膜（15-16|Jm）上贴上由非常薄的金属箔片制成敏感栅（3

2、-6pm），然后再在金属敏感栅上再覆盖一层绝缘膜（迭层薄膜）。具体结构如图：迭层薄膜敏感栅理塑料薄膜（基底）应变片构造图工作原理：把应变片粘贴或者焊接在被测物上，使其随着被测定物的应变的一起伸缩，应变片的金属箔材就随被测物的应变变化伸缩变化，其电阻值也随伸缩开始变化，由于电阻值变化与箔材的伸缩长度成正比，通过测量应变电阻值的变化，可以测量出被测物应变的变化。一般通过：一、用胶水粘贴在被测物上；二、焊接在被测物上。（一）影响电阻应变片测量的主要影响因素：1.应变片电阻值误差小应变都有其标准的电阻值，常用的120Q、350Q，在测量时一般都是以标准电阻值作为计算标准。实际的电阻值一般都有误差，如果

3、误差过大，将引起较大的测量误差，具体误差率参考如下公式：电阻误差=（R-Ri）/R（注：R为标准电阻值、Ri为实际电阻值）应变片的电阻误差一般要求在0.5Q，买好的就可以解决了。2应变片热输出：在应变测量过程中，温度在两方面对应变片进行影响1、敏感栅电阻自身的热效应，敏感栅电阻自身由于受到影响，电阻会变化，2、被测试件与应变丝的材料线膨胀系数不一致，是应变片敏感栅丝产生附加形变，从而造成电阻变化。以上两方面总的效应导致电阻热输出，曲牛左测试应力应变测试这目前是电阻应变片测量中一个很主要的影响因素。目前主要买比较好的应变片来避免热输出。3导线电阻、导线电阻热输出导线自身的电阻，受到温度影响时，也

4、会产生电阻变化，由于电阻的变化，就会产生应变值的变化，就是导线温度热输出。对于导线的热输出，以10m长为单位，截面积分别为0.5mm、0.11mm、0.08mm三种导线为例，温度应变变化率分别为：11.3|J/C、50.6p/C、69.0p/C。目前主要用三脚应变片、恒温实验、半桥等来避免。4.粘贴胶水的影响：粘贴胶水的对应变片测量的误差影响是很大的，尤其在动态测量过程中，胶水的胶结力会对测量结果的影响更大。一般要求胶水的胶结力：800MPa以上。对于特殊的测量，则需要选择对应的特殊胶水。如果高温、冲击力很大的情况，需选用特殊的慢干胶水，对于低温测量则要选用低温胶水。（目前我们不是很重视,）7

5、粘贴工艺的影响正确按粘贴步骤操作是非常重要的，会直接影响到测量效果，应变片的主要粘贴步骤：打磨（320目砂纸交叉打磨至光洁度为5,磨削方向与应变片主轴方向成45角）-标记-丙酮清洗-滴胶水-粘贴-压力固化-焊接导线-绝缘性检查-防护，这些步骤每步都应该操作要求严格执行，以便得到良好的测量效果。（每一个步骤都有标准，需要按要求来8.另外在高速采集与冲击测试中应变片的频率响应也是重要影响因素需要买高频响的应变片，国外的应变片可以做到很高的频响，530KHz（1mm,栅长）表示怀疑，但可以肯定的是用好的工艺来完成的贴片频响要高一点。9测量仪器的影响.仪器的测量精度、频率响应，也是在应变测量中必须考虑

6、的因素.二应变仪了的工作原理：1测量原理：以1/4桥、120Q桥臂电阻为例对测量原理加以说明。如图1所示:图1测量原理图中：Rg为测量片电阻，R为固定电阻，K为低漂移差动放大器增益,F因Vi=0.25Eg心,即Vo二KVi=0.25KEgK,4VoEgKKFFF所以=式中：Vi为直流电桥的输出电压Eg为桥压(V)K为应变计灵敏度系数为输入应变量(“)Vo为低漂移仪表放大器的输出电压(“V)K为放大器的增益F当Eg=2VK=2时=Vo/K(p)对于1/2桥电路2Vo二一EgK.对于全桥电路Vo=EgKKF影响仪器的主要因素：1.输入阻抗Rs：输入源阻抗。R1：导线电阻。Ri：等效输入阻抗，放大器

7、输入阻抗一般越大越好，输入阻抗越大，输入信号损失越小，则测量越准确。一般应变放大器输入阻抗为10MQ，数据采集器输入阻抗为1MQ。Ci：放大器的输入等效电容，越小越好。等效电容越小，则可输入信号频率就越高，信号失真、衰减也就越小。2,差动输入：对共模干扰能力强，只对差模信号放大；解决大部分干扰的主要途径。第 页共4页第 #页共4页3增益：放大器的放大倍数，一般应变片输出信号都很弱，需采用放大器将弱信号变成大信号再处理，以提高信号的信噪比。也就是提高测量精度4噪声对于电子线路中所标称的噪声，可以概括地认为，它是对目的信号以外的所有信号的一个总称。也就是说电路中除目的的信号以外的一切信号，不管它对电路是否造成影响，都可称为噪声。电子系统内部的固有噪声源：电阻的热噪声、PN结的散弹噪声；在实际中，还有电源电压中的纹波或自激振荡，线路板走线不合理，器件选用不当，因屏蔽措施不到位导致仪器受外界干扰等都会使整个系统噪声变大。噪声很难消除，但可以设法降低噪声的强度或提高电路的抗扰度，以使噪声不致于形成对有用信号的干扰。5漂移漂移分两种，一种为时间漂移，另一种为温度漂移。仪器内部运算放大器，电阻，电容，基准等都存在温度漂移。漂移是不可避免的，只能尽量减少漂移，而不能消除漂移。时