如何选择应变计?一是根据测量目的、安装部位及介质选择埋入或表面的应变计。二是选择带测温和温度补偿的应变计,因为被测物材料(混凝土、钢结构等)的应变受温度影响特别大,一定要修正因为温度变化产生的应变。三是选择合适的测量原理的应变计,目前国内外大中型工程中应用较广的是振弦式应变计,相对于其它种类应变计,振弦式应变计具有高性能、高精度、高稳定性、抗干扰能力强、受电参数影响小、零点飘移小、受温度影响小、自带温度补偿、性能稳定可靠、耐震动和寿命长等特点。埋入式振弦应变计输出的频率信号易于处理,并适合长距离传输。厦门钢筋应变计输出方式
应变计敏感栅长度的选择:应变计在加载状态下的输出应变是敏感栅区域的平均应变。为了获得真实的测量值,通常应变计的栅长应不大于测量区域半径的1/5~1/10。栅长较长的应变计具有易于粘贴和接线、散热性好等优点,对应变计的性能有一定的改善作用,但应根据实际测量需要进行选择,对于应变场变化不大和一般传感器用途,我们推荐用户选用栅长3~6mm的应变计。如果对非均匀材料(如混凝土、铸铁、铸钢等)进行应变测量,应选择栅长不小于材料的不均匀颗粒尺寸的应变计,以便比较真实地反映结构内的平均应变。对于应变梯度大的应变测量,应尽量选用敏感栅长度较小的应变计。深圳高精度应变计量程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。
应变计敏感栅材料和基底材料的选择:60℃以内、长时间、较应变量在1000μm/m以下的应变测量,一般选用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛或聚酰亚胺为基底的应变计(BE、ZF、BA及日用衡器类应变计系列);150℃以内的应变测量,一般选用以康铜、卡玛合金箔为敏感栅、聚酰亚胺为基底的应变计(BA系列);60℃以内高精度传感器常用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛为基底的应变计(BF、ZF系列)。应变计敏感栅结构型式的选择:测量未知主应力方向试件的应变或测量剪应变时选用多轴应变计,前者可用三轴互相夹角为45°,或60°,或120°等的应变计,后者用夹角为90°的二轴应变计;测量已知主应力方向试件的应变时,可选用单轴应变计;用于压力传感器的应变计可选用圆形敏感栅的多轴应变计;测量应力分布时,可选用排列成串或成行的5~10个敏感栅的多轴应变计。
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。金属粘贴式电阻应变计一般由敏感栅、基底、覆盖层及引出线等组成。
特殊的应变计:1.疲劳寿命计,疲劳寿命计的敏感栅是由经过退火处理的康铜箔制成,夹在两层浸过环氧树脂的玻璃纤维布中间形成。当应变计粘贴在承受交变载荷的构件上时,应变计丝栅在交变载荷作用下发生冷作硬化,而使电阻发生变化,电阻变化值与交变应力的大小、循环次数成比例,通常可用实验方法来建立经验公式。使用时可由电阻变化来推算交变应变的大小及循环次数,从而预测构件的疲劳寿命。2.大应变量应变计,用于量测5~应变或超弹性范围应变用的,如图2-10。为避免丝栅与粗引线间的应力集中,中间采用细引线过渡。箔式应变计的引线应弯成弧形,然后再焊接,敏感栅是由经过获得大变形及退火处理的康铜制成,基底可用浸过增塑剂的纸(应变5~12%)或聚蹴亚胺(应变20%),粘结剂可用环氧树脂,聚氨脂填加增塑剂制成。这种应变计受压时敏感栅会发生轴向屈曲,故承受的拉应变远大于压应变。因此,当用于交变应变量测时,量测范围不应超过容许的压应变界限。丝式应变计,这种应变计的敏感栅较常用的有丝绕式和短接线式两种。天津光栅应变计输出方式
对没有盖层的应变计,要顺着敏感栅的方向轻轻擦洗,洗净后用红外线灯或其它烘干装置烘干备用。厦门钢筋应变计输出方式
应变计的固化,目前国内外常用的粘结剂大多数都需要加热固化。温度、时间和压力是固化的三要素,这三者都应严格按粘结剂的相应固化工艺规范加以保证。应变计的加压一般是在其上依次铺垫聚四氟乙烯薄膜、硅橡胶板,再用夹具或压块加压,对复杂型面,可用专门夹具加压,砂袋、捆扎加压也常常被采用。为有效地消除内应力,一般在卸压后将温度升到高出加压固化温度30℃左右,保温1-2小时进行稳定化处理,具体的贴片固化参数可参考相应的贴片胶介绍,如H-600,贴片工艺为:初固化,加压0.1-0.3MPa,升温至135℃,保温2小时,然后降温到室温卸压,再升温至165℃,保温2小时,后降到室温即可。厦门钢筋应变计输出方式