電阻應(yīng)變計(jì)是一種將被測(cè)件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號(hào)的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用較多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過(guò)特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上,當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí),電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變,使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變,從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小,一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋,并通過(guò)后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大,再傳輸給處理電路(通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU)顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。應(yīng)變計(jì)粘貼是整個(gè)貼片過(guò)程中關(guān)鍵的步驟,對(duì)測(cè)試精度有一定影響。北京多向應(yīng)變計(jì)精度

壓電應(yīng)變計(jì)的工作原理就是晶體的壓電效應(yīng)——應(yīng)變產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。壓電應(yīng)變計(jì)的基本結(jié)構(gòu)就是在兩個(gè)電極之間夾一塊壓電晶體。當(dāng)有壓力作用時(shí),即產(chǎn)生應(yīng)變,并同時(shí)在兩個(gè)電極上出現(xiàn)電荷和電壓(正壓電效應(yīng));相反,當(dāng)在兩個(gè)電極上施加電壓時(shí),即將引起應(yīng)變和機(jī)械運(yùn)動(dòng)(逆壓電效應(yīng))。一般的壓電應(yīng)變計(jì)即是應(yīng)用正壓電效應(yīng);而機(jī)械波發(fā)生器等即是利用逆壓電效應(yīng)。常用的壓電晶體材料有石英、氧化鋅、電氣石和某些陶瓷(如鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛)。壓電應(yīng)變計(jì)的優(yōu)點(diǎn):這種傳感器是能夠自動(dòng)產(chǎn)生電荷,但是這些電荷會(huì)逐漸泄漏,所以它是一種動(dòng)態(tài)工作的元件。因此,壓電應(yīng)變計(jì)能很好地應(yīng)用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)(如加速度計(jì)、清洗器等)和感測(cè)沖擊、振動(dòng)和碰撞,也可用作為叉指式換能器。東莞振弦式土壓力應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)金屬絲式應(yīng)變計(jì)的敏感柵一般是用直徑0.01~0.05毫米的銅鎳合金或鎳鉻合金的金屬絲制成。

振弦式內(nèi)埋應(yīng)變計(jì),主要應(yīng)用于:橋梁在線監(jiān)測(cè)、公路鐵路地鐵在線監(jiān)測(cè)、隧道在線監(jiān)測(cè)、大壩監(jiān)測(cè)、基樁等混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)變測(cè)量。埋設(shè)在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi),或捆扎于鋼筋上,用于結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變測(cè)量以及鋼筋的應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)量。內(nèi)置數(shù)字式溫度傳感器可同步測(cè)量布設(shè)點(diǎn)的溫度用于內(nèi)埋應(yīng)變計(jì)的溫度修正,加裝配套組件可組成多向應(yīng)變計(jì)組和無(wú)應(yīng)力計(jì)。內(nèi)埋式應(yīng)變計(jì)采用四芯電線。工作原理:振弦式應(yīng)變計(jì)主要由左右端安裝支座、鋼弦和線圈組成。當(dāng)被測(cè)結(jié)構(gòu)物發(fā)生應(yīng)變時(shí),振弦式應(yīng)變計(jì)左右端安裝支座產(chǎn)生相對(duì)位移并傳遞給鋼弦,使鋼弦受力發(fā)生變化,從而改變鋼弦的固有頻率,測(cè)量?jī)x表輸出脈沖信號(hào)通過(guò)線圈激振鋼弦并檢測(cè)出線圈所感應(yīng)信號(hào)的頻率,振動(dòng)頻率的平方正比于應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變,經(jīng)換算得到被測(cè)結(jié)構(gòu)物的應(yīng)變量。
應(yīng)變計(jì)浮柵或密封層脫起,造成應(yīng)變計(jì)零點(diǎn)漂移。應(yīng)變計(jì)浮柵。主要表現(xiàn)為側(cè)光觀察應(yīng)變計(jì)時(shí),發(fā)現(xiàn)應(yīng)變計(jì)表面有針狀亮點(diǎn)或用顯微鏡觀察時(shí)敏感柵有扭曲現(xiàn)象。造成這一問(wèn)題可能是環(huán)境溫度過(guò)大或清洗溶劑含水量過(guò)大,造成應(yīng)變計(jì)受潮所致。密封層脫起。主要表現(xiàn)為密封層有部份或全部脫起,造成這一問(wèn)題的主要原因是密封層與敏感柵的粘結(jié)力不夠所造成,引起敏感柵散熱不均勻。表貼式應(yīng)變計(jì)為振弦式彈性梁結(jié)構(gòu),適用于焊接到各種鋼結(jié)構(gòu)的場(chǎng)合,如:鋼管、坑道的支撐、樁和橋梁等。也可用螺絲安裝固定在各種結(jié)構(gòu)的表面,長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)其表面應(yīng)力和應(yīng)變。并可同步測(cè)定埋設(shè)點(diǎn)的溫度。表面應(yīng)變計(jì)安裝時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整測(cè)量范圍(調(diào)整初始值),方法是:在各應(yīng)變計(jì)的前端座上有一個(gè)螺紋孔,可用專業(yè)拉桿進(jìn)行拉、壓調(diào)整。調(diào)整時(shí)先將有電纜一端的夾緊螺釘擰緊,連接讀數(shù)儀監(jiān)測(cè)儀器,利用調(diào)整拉桿進(jìn)行拉或壓調(diào)整,調(diào)整合適后將夾具另一端的擰緊螺釘擰緊,并卸下調(diào)整拉桿。加溫固化后,對(duì)應(yīng)變計(jì)的粘貼質(zhì)量要作認(rèn)真檢查。

特殊的應(yīng)變計(jì):1.疲勞壽命計(jì),疲勞壽命計(jì)的敏感柵是由經(jīng)過(guò)退火處理的康銅箔制成,夾在兩層浸過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃纖維布中間形成。當(dāng)應(yīng)變計(jì)粘貼在承受交變載荷的構(gòu)件上時(shí),應(yīng)變計(jì)絲柵在交變載荷作用下發(fā)生冷作硬化,而使電阻發(fā)生變化,電阻變化值與交變應(yīng)力的大小、循環(huán)次數(shù)成比例,通??捎脤?shí)驗(yàn)方法來(lái)建立經(jīng)驗(yàn)公式。使用時(shí)可由電阻變化來(lái)推算交變應(yīng)變的大小及循環(huán)次數(shù),從而預(yù)測(cè)構(gòu)件的疲勞壽命。2.大應(yīng)變量應(yīng)變計(jì),用于量測(cè)5~應(yīng)變或超彈性范圍應(yīng)變用的,如圖2-10。為避免絲柵與粗引線間的應(yīng)力集中,中間采用細(xì)引線過(guò)渡。箔式應(yīng)變計(jì)的引線應(yīng)彎成弧形,然后再焊接,敏感柵是由經(jīng)過(guò)獲得大變形及退火處理的康銅制成,基底可用浸過(guò)增塑劑的紙(應(yīng)變5~12%)或聚蹴亞胺(應(yīng)變20%),粘結(jié)劑可用環(huán)氧樹(shù)脂,聚氨脂填加增塑劑制成。這種應(yīng)變計(jì)受壓時(shí)敏感柵會(huì)發(fā)生軸向屈曲,故承受的拉應(yīng)變遠(yuǎn)大于壓應(yīng)變。因此,當(dāng)用于交變應(yīng)變量測(cè)時(shí),量測(cè)范圍不應(yīng)超過(guò)容許的壓應(yīng)變界限。金屬應(yīng)變計(jì)包括絲式(絲繞式、短接式)應(yīng)變計(jì)、箔式應(yīng)變計(jì)和薄膜應(yīng)變計(jì)。光柵應(yīng)變計(jì)安裝方式
振弦式應(yīng)變計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠。北京多向應(yīng)變計(jì)精度
應(yīng)變計(jì)粘貼工藝方法,使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計(jì)的工藝是有差異的,這里我們只對(duì)其中的一些共同性的內(nèi)容加以介紹。應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備,應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備是指應(yīng)變計(jì)的選擇、應(yīng)變計(jì)檢查和應(yīng)變計(jì)表面處理。a.應(yīng)變計(jì)檢查:包括外觀檢查和阻值檢查,外觀檢查主要看基底和蓋層有否破損,敏感柵有否銹斑,引線有無(wú)折斷的危險(xiǎn),敏感柵排列是否整齊,有無(wú)短路、缺口、斷柵、劃傷和變形,基底是否有氣泡、皺折、坑點(diǎn)存在。測(cè)量電阻應(yīng)該精確到0.1Ω。b.應(yīng)變計(jì)表面處理,應(yīng)變計(jì)在使用前,要用脫脂棉浸無(wú)水乙醇擦洗,注意兩面都要清洗,對(duì)沒(méi)有蓋層的應(yīng)變計(jì),要順著敏感柵的方向輕輕擦洗,洗凈后用紅外線燈或其它烘干裝置烘干備用。北京多向應(yīng)變計(jì)精度
振弦式表面應(yīng)變計(jì)用于監(jiān)測(cè)應(yīng)變的變化,當(dāng)彈性模量已知時(shí),可評(píng)估應(yīng)力變化。弦式應(yīng)變計(jì),用于監(jiān)測(cè)應(yīng)變情況,如已知被測(cè)材料的彈性模量,還可評(píng)估應(yīng)力情況。通常用于:1、鋼結(jié)構(gòu):桁架、鋼樁、管道、壓力容器。2、混凝土結(jié)構(gòu):橋梁、擋土墻、水工結(jié)構(gòu)。3、地下及水下支撐結(jié)構(gòu)、襯砌、碼頭、巷道底板。產(chǎn)品特性:1、長(zhǎng)期可靠性。2、高分辨率和高精度。3、3000微應(yīng)變,鋼弦張力可調(diào)。4、非常高的柔量或非常小的彈性模量。5、堅(jiān)固的鋼結(jié)構(gòu)。6、安裝容易。7、安裝塊的選擇:焊接,錨栓,或灌漿。8、有溫度讀數(shù)。9、頻率信號(hào)易于處理并適合長(zhǎng)距離傳輸。安裝用于臨時(shí)測(cè)量的表面應(yīng)變計(jì),一般是將夾具用膠粘貼在被測(cè)結(jié)構(gòu)物上。東莞內(nèi)埋式應(yīng)...