應變片
來源：作者：日期：2017-12-14 15:24:04點擊：9284次
應變片是根據應變效應而制成的傳感元件，由敏感柵等構成，用于測量應變。使用時將其牢固地粘貼在構件的測點上，構件受力后由于測點發生應變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發生變化，再由專用儀器測得其電阻變化大小，并轉換為測點的應變值。
| 中文名 | 外文名 | 現象 | 制成 |
| 應變片 | strain gauge | 應變效應 | 半導體材料 |
目錄
應變片的概述
應變片的分類
應變片的原理
應變片的應用
應變片測量優缺點
應變片的選型
應變片的粘貼步驟
應變片的概述：
應變片是由敏感柵等構成用于測量應變的元件，使用時將其牢固地粘貼在構件的測點上，構件受力后由于測點發生應變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發生變化，再由專用儀器測得其電阻變化大小，并轉換為測點的應變值。
應變片的分類：
2.1.按材料分： 金屬式體型——絲式、箔式、薄膜型、半導體式體型、薄膜型、擴散型、 外延型、PN結型等。
2.2.按結構分：單片、雙片、特殊形狀 按使用環境：高溫、低溫、高壓、磁場、水下;
應變片的原理：
金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產生阻值變化的現象，俗稱為電阻應變效應。金屬導體的電阻值可用下式表示：
式中：ρ——金屬導體的電阻率(Ω。cm2/m )
S ——導體的截面積(cm2 )
L ——導體的長度(m )
我們以金屬絲應變電阻為例，當金屬絲受外力作用時，其長度和截面積都會發生變化，從上式中可很容易看出，其電阻值即會發生改變。
假如金屬絲受外力作用而伸長時，其長度增加，而截面積減少，電阻值便會增大。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。只要測出加在電阻的變化(通常是測量電阻兩端的電壓)，即可獲得應變金屬絲的應變情。
應變片的應用：
應變片主要應用于傳感器。振動時效效果取決于振型的選擇。為確保準確地消除或降低工件關鍵部位的殘余應力，防止焊接、切割、鑄造、鍛壓、機加工件變形與開裂。Sigmar開發出多種常規時效設備，可為用戶提供科學的工藝振型分析、方便的設備操作功能，以便定性地保證時效工藝效果……它們可分為分為4個系列16個規格。 稱重傳感器的定義：
一種已考慮到使用當地的重力加速度和空氣浮力影響的用來測量質量的傳感器。稱重傳感器能把被測質量轉換成電壓信號。有各種各樣的稱重傳感器，例電容式稱重傳感器；電磁平衡式傳感器，有壓電式稱重傳感器等等。
應變片測量優缺點：
5.1.測量靈敏度和精度高。其最小應變讀數為1με（微應變，1με=1×10-6ε）在常溫測量時精度可達1~2%。
5.2.測量范圍廣。可測1~20000με。
5.3.頻率響應好。可以測量從靜態到數十萬赫的動態應變。
5.4.應變片尺寸小，重量輕。最小的應變片柵長可短到0.1毫米，安裝方便，不會影響構件的應力狀態。
5.5.測量過程中輸出電信號，可制成各種傳感器。
5.6.可在各種復雜環境下測量。如高、低溫、高速旋轉、強磁場等環境測量。
雖然應變測量具有上述優點，但同樣也有缺點：
5.6.1只能測量構件的表面應變，而不能測構件的內部應變。
5.6.2一個應變片只能測構件表面一個點沿某個方向的應變，而不能進行全域性測量。
應變片的選型：
實際應用時，選擇應變片應從測試環境、應變的性質、應變變化梯度、粘貼空間、曲率半徑、測量精度和應變片自身特點等方面去加以考慮。測試的環境主要考慮溫度、溫度和電磁場等。應變的性質分為靜應變和動應變，靜態應變測量選擇橫向效應較小的應變片；動態應變測量選擇疲勞壽命強的應變片。對于應變場均勻變化的被測對象，對應變片柵長沒有特殊要求，可選柵長長的應變片，易于粘貼；對于應變梯度變化大的測點，可選用柵長較小的應變片。可用的粘貼空間也影響著應變片的選擇，特別是窄小空間宜選用柵長小的應變片。選擇的應變片應無氣泡、霉斑、銹點等缺陷，阻值在120±2Ω以內，具有自補償的應變片。應變片的熱膨脹系數如6 頁表中所示，可以從中選擇適用于被測物的自補償應變片。
根據被測對象的不同選擇不同的應變片。用于混凝土應變測試的應變片要求敏感柵長度較長，如線型片敏感柵長度宜用60、70、80、120mm；箔式片的敏感柵長度宜用10、20、30mm。用于復合材料強度測試的箔式應變片敏感柵長度宜選用2、5mm。用于印刷電路板測試的箔式應變片柵長度宜選用0.2、1mm。木材、玻璃的應變測量宜選用柵長為5mm的應變片。一般金屬、丙烯的應變測量宜選用柵長為1~6mm的應變片。應力集中測試宜用柵長為0.15~2mm的單或雙軸5片型應變片。空間較窄的應變片測量和碰撞應力等快速狀態下的應變片測量宜選用柵長為0.12~1mm的應變片。還有專門用于測量殘余應力、大變形和測量螺栓軸力的專用應變片。
單枚應變片一般用于測量單軸應變，應變花用于測量平面應力狀態。材料泊松比的測量宜選用正交的雙軸應變花。應力分析宜選用0/90/45度的三軸應變花。二軸90 應變花用于主應力方向已知的場合，三軸和四軸應變花則用于主應力方向未知的場合。60Ω的應變片常用于彎曲校正（兩枚應變片位于同一橋臂上），120Ω的應變片用于一般應力測量，350~1000Ω的應變片用于制作應變型傳感器。
應變片的粘貼步驟：
7.1.選擇應變片
7.2.除銹，保護膜
7.3.確定粘貼位置
7.4.對粘貼面的脫脂和清潔
7.5.圖粘貼劑
7.6.粘貼
7.7.加壓
