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什么是應(yīng)變計?應(yīng)變計的應(yīng)用及原理

更新時間:2024-05-09      瀏覽次數(shù):1076

什么是應(yīng)變計?應(yīng)變計

應(yīng)變儀是一種測量物體應(yīng)變的裝置。它還用于壓力表測力計,因?yàn)樗梢詼y量應(yīng)變并計算壓力和負(fù)載。

應(yīng)變片的應(yīng)用

應(yīng)變片用于測量應(yīng)變直接影響強(qiáng)度的產(chǎn)品中的應(yīng)變、測量生產(chǎn)工廠中的載荷以及測量模具的變形程度等。然而,如果應(yīng)變籠安裝方向不正確,則必須小心避免測量錯誤。

具體使用示例包括:

  • 測量印刷電路板的強(qiáng)度和應(yīng)變

  • 壓力設(shè)備負(fù)載的監(jiān)控和測量

應(yīng)變片的原理和類型

下面,我們就來解釋一下應(yīng)變片的原理和類型。

1、應(yīng)變片原理

應(yīng)變籠安裝在被測物體上使用,應(yīng)變隨被測物體發(fā)生變化,導(dǎo)致內(nèi)部電阻發(fā)生變化。然后系統(tǒng)通過測量該電流的變化量來計算應(yīng)變。

2.應(yīng)變片的種類

有多種應(yīng)變籠可供選擇。廣泛使用的類型包括箔應(yīng)變片、線應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。

應(yīng)變片的另一個特點(diǎn)是可以根據(jù)用途來使用,例如適合低溫和高溫環(huán)境的應(yīng)變片、可以測量更微小應(yīng)變的應(yīng)變片以及由適合各種類型材料的材料制成的應(yīng)變片。測量。

應(yīng)變籠結(jié)構(gòu)

下面,我們分別對“箔式應(yīng)變片"和“半導(dǎo)體應(yīng)變片"的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。

1. 箔應(yīng)變片

常見的應(yīng)變片類型是箔片應(yīng)變片,其結(jié)構(gòu)是在絕緣體基底上以之字形粘貼金屬箔,并且兩根導(dǎo)線從金屬箔突出。這兩根電線連接到一個稱為霍斯頓橋電路的電路。

Hoinstone電橋電路是將三個已知阻值的電阻器和四個應(yīng)變片排列成橋形,并測量中心的電位差,從而可以測量應(yīng)變片電阻值的電路。

當(dāng)貼有應(yīng)變片的被測物體發(fā)生應(yīng)變時,所貼應(yīng)變片的箔片會膨脹和收縮,電阻值會發(fā)生變化。電阻值的變化量是根據(jù)應(yīng)變片上的電位差來計算的。馬蘇橋電路。這里,應(yīng)變片具有應(yīng)變系數(shù),它是表示電阻值相對于應(yīng)變的變化量的值,因此可以根據(jù)應(yīng)變系數(shù)和變化量來計算被測物體的應(yīng)變在電阻值中。

2. 半導(dǎo)體應(yīng)變片

半導(dǎo)體應(yīng)變片是在箔片應(yīng)變片的箔片部分使用半導(dǎo)體的應(yīng)變片,利用了當(dāng)應(yīng)力作用于半導(dǎo)體時半導(dǎo)體的電阻率發(fā)生變化的特性。

有關(guān)應(yīng)變計的其他信息

1. 應(yīng)變片的安裝方法

使用應(yīng)變計進(jìn)行應(yīng)變測量的準(zhǔn)確性很大程度上取決于應(yīng)變計的安裝方式(通常是粘合)。因此,將應(yīng)變片安裝到被測物體上時必須非常小心。第一步是清潔測量儀所要測量的表面。

清潔時最好使用油性清潔劑去除油污。否則,在應(yīng)用過程中進(jìn)行表面研磨或拋光時,油會滲入材料更深處。清潔后,用鑷子提起儀表并小心地將其粘附到被測量的表面上。

此時,重要的是要確保排出表面和儀表之間的任何氣泡。等待幾分鐘粘合劑硬化。幾分鐘后,絕緣膠帶包裹在整個物體上,以防止其損壞,安裝就完成了。

2. 應(yīng)變片的缺點(diǎn)及克服方法

應(yīng)變計的優(yōu)點(diǎn)是只需將其粘貼到待測物體上即可輕松測量應(yīng)變,但實(shí)際上它們涉及復(fù)雜的元件,這使得測量變得更加困難。例如,壓力問題就是其中之一。

由于外部施加的力和材料內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力之間的相互作用而發(fā)生應(yīng)變變化。因此,要分析兩個或三個方向的應(yīng)變,需要使用玫瑰花應(yīng)變片,它是多個應(yīng)變片的組合。

另外,根據(jù)構(gòu)成測量對象的材料的熱膨脹系數(shù),即使實(shí)際上不存在應(yīng)變,也可能判定存在應(yīng)變。為了防止這種情況發(fā)生,必須使量具的材料與被測材料相匹配。

使用應(yīng)變儀測量應(yīng)變時,需了解這些物理和機(jī)械特性,然后從眾多類型中選擇最合適的一種。

3. 應(yīng)變片和溫度補(bǔ)償

影響與測量目標(biāo)粘合的應(yīng)變片的主要因素是外力引起的應(yīng)變和溫度變化的影響。當(dāng)溫度發(fā)生變化時,它會受到測量目標(biāo)和應(yīng)變片之間的線性膨脹系數(shù)差異以及應(yīng)變片電阻值因溫度而變化的影響。

表觀應(yīng)變是指對應(yīng)變的測量,就好像它是由溫度變化引起的一樣。使用自溫度補(bǔ)償應(yīng)變計是對抗表觀應(yīng)變的有效措施。自溫度補(bǔ)償應(yīng)變片是一種電阻溫度系數(shù)可根據(jù)被測物體進(jìn)行調(diào)整的應(yīng)變片,最大限度地減少因溫度引起的表觀應(yīng)變量。

為被測物體選擇合適的應(yīng)變片是很好的選擇,但誤差可能仍然存在。在某些情況下,它們可能具有非線性特性。在大多數(shù)情況下,應(yīng)變籠數(shù)據(jù)表上會注明此誤差,如果需要更精確的測量,可以進(jìn)行補(bǔ)償計算以考慮數(shù)據(jù)表中計算出的誤差。

4. 應(yīng)變計和蠕變補(bǔ)償

蠕變是指在恒溫條件下施加恒定載荷時應(yīng)變隨時間增加的現(xiàn)象。蠕變是應(yīng)變片的天敵,一旦發(fā)生,可直接導(dǎo)致測量誤差。

應(yīng)變片中的蠕變現(xiàn)象主要是由基材、網(wǎng)格形狀和粘合劑引起的。因此,常用的方法是使用與這些因素引起的蠕變處于相反相位的應(yīng)變發(fā)生體作為材料蠕變,然后在其上附加應(yīng)變片以抵消彼此蠕變現(xiàn)象的影響。

重要的是材料的組合,即使蠕變現(xiàn)象是相反的相位,但如果其絕對值顯著不同,則無法全抵消,并且會在一個方向上產(chǎn)生影響。盡管取決于材料,但在大多數(shù)情況下,溫度越高,蠕變現(xiàn)象越明顯??紤]到蠕變現(xiàn)象引起的應(yīng)變增加,應(yīng)注意施加到應(yīng)變計的應(yīng)力越大,直至斷裂的時間(壽命)越短。


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