在水电行业及岩土工程大量使用的两种应变计只作比较说明如下:振弦式应变计与差动电阻式应变计都是以钢丝作为其测量的敏感元件,所以钢丝设置是否牢固可靠直接影响到仪器的成活率和测量的稳定性。振弦式应变计的测量钢丝直径是差动电阻式应变计的4.6倍,而差动电阻式应变计的测量钢丝比振弦式应变计长了16倍多,这就是振弦式应变计的敏感元件同比差动电阻式应变计可靠的基础。再有两者的外护管,振弦式应变计的外护管是1.5mm厚的不锈钢管,差动电阻式应变计是0.18mm厚的铜质波纹管,两者相差.8.3倍,相比较振弦式应变计应具有更好的抗冲击性和抗震捣性,以至其在实际工程中也做到了成活率高。双层应变计,在进行薄壳、薄板应变的测量时,需要在壳和板的内、外表面对称贴片。杭州振弦式土压力应变计量程
电阻应变计应用材料和安装方法,制造敏感栅的常用材枓有铜镍合金(康铜)、线铬系含金、铁铬铝含金,镍铬铁合金、铂和铂合金等。前几种较常用。这些合金的灵敏系数为2~6。所用的粘结剂分为有机粘结剂和无机粘结剂两类。在一般情况下,前者用在温度低于400℃时,后者则用于高温条件下。有机粘结剂包括硝化纤维、氧基丙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等。除前两种之外,使用时一般都要加温加压使其固化。常用的无机粘结剂有磷酸盐和喷涂用的金属氧化物。前者在使用时须加温固化。用作基底的材料有纸、胶膜、玻璃纤维布,金属薄片(或金属网)等。杭州振弦式土压力应变计量程应变计准备,贴片前,将待用的应变计进行外观检查和阻值测量。
薄膜应变计,薄膜应变计的“薄膜”不是指用机械压延法所得到的薄膜,而是用诸如真空蒸发、溅射、等离子化学气相淀积等薄膜技术得到的薄膜。它是通过物理方法或化学/电化学反应,以原子,分子或离子颗粒形式受控地凝结于一个固态支撑物(即基底)上所形成的薄膜固体材料。其厚度约在数十埃至数微米之间。薄膜若按其厚度可分为非连续金属膜、半连续膜和连续膜。薄膜应变计的制造主要是成膜工艺,如溅射、蒸发、光刻、腐蚀等。其工艺环节少,工艺周期较短,成品率高,因而获得普遍的应用。
典型的金属箔应变计的应变通常是由外力或内力引起的。力、压力、力矩、热量和材料结构的变化都可能引起应变。当特定条件满足时,可通过实测应变计算影响因素的定量程度或物理值。该方法广泛应用于应力试验分析中。应力实验分析是利用在试件或结构件表面测得的应变值来表达材料的内应力,预测材料的安全性和耐久性。更专业的变送器可用于测量力或其他衍生物理量,如运动、压力、加速度、位移和振动。这种类型的变送器通常由一个与应变计相连的压敏膜片组成。短接式应变计是用数根金属丝按一定间距平行拉紧。
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。短接式应变计,短接式应变计也有纸基和胶基等种类。杭州振弦式土压力应变计量程
半导体应变计就是以这种压阻效应作为理论基础的。杭州振弦式土压力应变计量程
电阻应变片的温度特性,应变片中的电阻丝,不仅因应变产生电阻变化,由于温度变化也会引起电阻的变化,电桥产生与温度成比例的输出。这个现象叫热输出或称温度引起的零点漂移。所以在测量应变时必须考虑温度补偿。镍铬丝应变片如试验中工作片与补偿片之间温度相差1℃,就要200με。但康铜丝应变片的温度影响较小。还有由于试件和应变片的线膨胀系数不同,电桥亦会产生热输出。目前,温度补偿一般是采用在电桥内接温度补偿片的方法。温度补偿片贴在与试件相同材料但不受力的试件上。另外一种方法是采用温度自补偿片。在国内,这种温度自补偿片正在逐步推广使用。杭州振弦式土压力应变计量程