一、簡介
CF120-1CB-B(11)P03M-A07M應(yīng)變片/應(yīng)變花是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析、測試計(jì)量技術(shù)、自動檢測與控制技術(shù)以及應(yīng)變式傳感器的關(guān)鍵元件,它廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及壽命的診斷與評估,也用于多種物理量的檢測和計(jì)量,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的測量與控制。理想狀態(tài)下,粘貼到試件或彈性體上的電阻應(yīng)變計(jì)只響應(yīng)所施加機(jī)械載荷的變化,不受環(huán)境條件的影響。
二、描述
電子應(yīng)變計(jì)與敏感元件或傳感器一樣,環(huán)境溫度的變化也會引起部分工作特性發(fā)生變化,帶來溫度效應(yīng)。這是因?yàn)闇囟茸兓瘯r,應(yīng)變計(jì)敏感柵的電阻率發(fā)生變化;并且,應(yīng)變計(jì)和試件都會因溫度變化而產(chǎn)生變形,使電阻應(yīng)變計(jì)的電阻值隨環(huán)溫度變化而變化。如果對這些溫度效應(yīng)不加以控制或消除, 對于復(fù)合材料、工程塑料等,普通應(yīng)變計(jì)高達(dá) 13~110με/℃的誤差將會對應(yīng)變測量帶來顯著誤差,甚至可能*掩蓋真實(shí)測量數(shù)值和信號,得出錯誤結(jié)果。 通常情況下,將應(yīng)變計(jì)安裝在無任何外力作用、不受約束的試件上,當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時,其電阻值也將隨之改變(指示應(yīng)變),這種變化稱為熱輸出。
熱輸出是由于應(yīng)變計(jì)敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)和敏感柵材料以及被測試件材料之間的線膨脹系數(shù)的差異共同作用、迭加產(chǎn)生的結(jié)果。當(dāng)然,與基底和粘接劑材料、應(yīng)變計(jì)制造工藝和使用條件等也有關(guān),如果工藝條件成熟、穩(wěn)定,這些因素對應(yīng)變計(jì)的熱輸出影響相對而言較小,可以忽略不計(jì)。設(shè)溫度變化量為△T,根據(jù)代數(shù)疊加原理,則應(yīng)變計(jì)的熱輸出εt為:
可由公式: εt=[(αg/K)+(βs-βg)]△t 表示
式中αg、βg——分別為應(yīng)變計(jì)敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)和線膨脹系數(shù);
K ——為應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù);
βs——為試件的線膨脹系數(shù);
△t——為偏離參考溫度的相對溫度變化量。
熱輸出是靜態(tài)應(yīng)變測量中大的誤差源,并且熱輸出分散也會隨著熱輸出值的增大而增大。在測試環(huán)境存在溫度梯度或瞬變時,這種差異就更大。 因此,理想的情況是應(yīng)變計(jì)的熱輸出值趨于零,滿足這一要求的應(yīng)變計(jì)稱為溫度自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)。
通過調(diào)整應(yīng)變計(jì)敏感柵材料的合金成分配比、改變冷扎成型壓縮率以及適當(dāng)?shù)臒崽幚?,可以使敏感柵材料的?nèi)部晶體結(jié)構(gòu)重新組合,改變其電阻溫度系數(shù),從而使應(yīng)變計(jì)的熱輸出值趨于零,實(shí)現(xiàn)對彈性體或試件材料的溫度自補(bǔ)償功能,滿足高精度應(yīng)力分析和傳感器生產(chǎn)的要求。在敏感柵材料選定的情況下,只能通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?,使敏感柵材料的?nèi)晶體結(jié)構(gòu)重新組合,改變其電阻溫度系數(shù),使測量中的誤差值趨于零,滿足高精度傳感器生產(chǎn)和應(yīng)力分析的要求。
經(jīng)過研究,我公司建立了康銅、卡瑪箔材建立相應(yīng)的退火熱處理制度,形成了一系列溫度自補(bǔ)償代號,可應(yīng)用于相應(yīng)線膨脹系數(shù)的材料。
三、說明
1、以上線膨脹系數(shù)均是材料的典型值,此典型值是材料室溫下的測試數(shù)值,供參考。
2、目前,我公司可以按照用戶要求提供0~65范圍內(nèi)溫度補(bǔ)償代號的康銅自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)和0~35范圍內(nèi)的溫度自補(bǔ)償代號的卡瑪自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)。若有任何進(jìn)一步問題,可以咨詢:。
四、使用注意事項(xiàng)
(1)當(dāng)溫度自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)與試件材料匹配時,在補(bǔ)償溫度范圍內(nèi),不必對熱輸出進(jìn)行修正。
(2)當(dāng)溫度自補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)所要求使用材料的線膨脹系數(shù)與試件材料有微小差異時,應(yīng)選用兩片或四片應(yīng)變計(jì)組成半橋或全橋,以消除熱輸出所帶來的影響。
(3)采用1/4橋路進(jìn)行高精度應(yīng)力測量時,除安裝在試件表面的工作應(yīng)變計(jì)外,還應(yīng)在與試件材料相同的補(bǔ)償塊上安裝相同的應(yīng)變計(jì)作為補(bǔ)償片,并與工作片處于相同的環(huán)境條件下,這兩片應(yīng)變計(jì)應(yīng)分別接在惠斯通電橋的相鄰兩臂,以消除熱輸出的影響。
五、應(yīng)變計(jì)粘貼方法
1.試件處理。為了使應(yīng)變計(jì)粘貼牢固,需要對粘貼表面進(jìn)行處理,處理范圍為應(yīng)變計(jì)面積的3~5倍。
首先用刀片輕輕刮去試件表面油污 、銹斑、氧化膜、鍍層、涂料等,然后根據(jù)試件材料選用粒度合適的砂紙進(jìn)行打磨,并打出與貼片方向呈45℃角的交叉條紋,再用浸有丁酮或丙酮的脫脂棉球清洗打磨部位,并用無水乙醇清洗至棉球上不見任何污物為止。注意,擦洗時要沿單一方向進(jìn)行,不要來回交替擦拭。清洗干凈的表面要避免再次污染及手觸摸,待溶劑揮發(fā)表面*干燥后立刻貼片。
2.在試件貼片部位涂上合適的膠液,再將應(yīng)變計(jì)對準(zhǔn)位置貼上,覆上不粘膠貼膜,沿應(yīng)變計(jì)軸向擠出氣泡和多余的膠液。
3.用大拇指按壓應(yīng)變計(jì)2-3分鐘,然后輕輕撕下貼膜即可。
六、其它注意事項(xiàng)
1、膠液固化完的試件,檢查電阻值和應(yīng)變計(jì)是否有損傷,若無損傷,就可以焊接引線、連接采集設(shè)備。
2、焊接引線時,將應(yīng)變計(jì)焊端用 800目的砂紙輕輕打掉氧化層,注意應(yīng)力釋放環(huán)的制作,不能太小。
3、連接采集設(shè)備時,對于短期測試,可直接將剝好的導(dǎo)線擰在一起后用絕緣膠布包好,但保險、可靠的還是用電烙鐵進(jìn)行焊接。
4、粘接膠用完后,應(yīng)及時密封好,以備下次使用。