应变片的选择.docx

1、应变片结构形式的选择根据应变测量的目的、被测试件的材料和其应力状态以及测量精度，选择应变片的形式， 对于测试点应力状态是一维应力的结构，可以选用单轴应变片，已经知道主应力方向的二维 应力结构，可以使用直角应变花，并使其中一条应变栅与主应力方向一致，如主应力方向未 知就必须使用三栅或四栅的应变花对于传感器设计来说，应变片的形式主要决定于弹性体 的结构，如柱式、板环、双孔平行梁等弹性体，他们采样正应力或弯曲应力，所以应变片均 采用单轴应变片另外象剪切桥式、轮辐式、剪切悬臂式、三梁剪切式弹性体一般使用双轴 45°应变片平膜片压力传感器多采用全桥圆形应变片2、应变片尺寸的选择选择应变片尺寸时应考虑应力分布、动静态测量、弹性体应变区大小等因素若材质均 匀、应力剃度大，应选用栅长小的应变片，若材质不均匀而强度不等的材料（如混凝土）或 应力分布变化比较缓慢的构件，应选用栅长大的应变片对于冲击载荷或高频动荷作用下 的应变测量，还要考虑应变片的响应频率，如下表所示一般来说，应变片丝栅越小，测量 精度越高，越能正确反映出被测量点的真实应变，因此，在加工精度可以保证的情况下，综 合考虑各种因素影响，应变片的栅长小一些比大一些好。

表1 各种栅长应变片的最高工作频 率应变片栅长L（毫米）1 2 5 10 20 25 50可测频率F（千赫）250 125 50 25 12.5 10 5注：表中是在钢材上正弦应变信号测得的数据，其中L=0 /20囹=C/f式中C为应变波 传播速度，对于钢和铝C=5000米/秒，f为正弦应变频率3、电阻值的选择国家标准中电阻应变片的阻值规定为60、120、200、350、500、10000，目前传感器 生产中大多选用3500的应变片，但是由于大阻值应变片具有通过电流小、自热引起的温升 低、持续工作时间长、动态测量信噪比高等优点，大阻值应变片应用越来越广并且大阻值 应变片在测力应用范围，特别是材料试验机用的负荷传感器，由于传感器的零飘特性，对测 量精度影响极大，而高阻值（如1000G）应变片，不仅可以减小应变焦耳热引起的零漂，提 高传感器的长期稳定性，而且再要求告分辨率的电子天平重应用也是非常有利的因此，在 不考虑价格因素的前提下，使用大阻值应变片，对提高传感器精度是有益的4、使用温度的选择使用环境温度对应变片的影响很大，应根据使用温度选用不同丝栅材料的应变片，国家 标准中规定的常温应变片使用温度为一30〜60°Co 一般康铜合金的最高使用温度为300°C 卡玛合金为450° C，铁镍铝合金可以达到700〜1000° C。

常温应变片一般采用康铜制造，在 应变片型号中省略使用温度如果需要高温应变片需特别说明由于基底材料和粘接胶的限 制，目前中温箔式电阻应变片一般都使用卡玛合金制作200〜250°C左右的中温应变片5、蠕变的选择传感器一般由弹性体、应变片、粘接剂、保护层等部分组成，弹性体金属材料本身存在的弹 性后效、以及热处理工艺等原因可以造成负蠕变影响，因此传感器的蠕变指标是由各种因素 中综合作用最终形成的在上述因素中，对于某一传感器生产厂家，许多的因素都是相对固 定的，一般不会由很大改变，因此应变片生产厂家都通过应变片的图形设计、工艺控制来制 造出蠕变不同的系列应变片供用户选用每一个传感器生产厂由于原材料、粘接剂、 贴片固化工艺的不同，在应变片选型时，必须进行蠕变匹配试验一般规律是同一种结构 形式的传感器量程越小，传感器的蠕变越正，应该选用蠕变补偿序号更负的应变片来与之匹 配选择应变计的方法1、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2、应变计敏感栅材料和基底材料的选择：60°C以内、长时间、最大应变量在1000m m/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 C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 C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）3、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9 0 °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应变计 电阻多轴应变计；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。

4、栅间距的选择我公司生产的双轴应变计的栅间距一般有L6= 6.0, L68=6.8, L7=7.0, L8=8.0,L0=10.5, L2=12.0, L4=14.0等，用户可根据需要自由选择不同栅间距的应变计5、应变计电阻的选择应变计电阻的选择应根据应变计的散热面积、导线电阻的影响、信噪比、功耗大小来选择对于传感器一般推荐选用350Q、1000Q电阻的应变计对于应力分布试验、应力测试、静 态应变测量等，应尽量选用与仪器相匹配的阻值，一般推荐选用120Q、350Q的应变计6）极限工作温度的选择此温度表示应变计的极限工作温度，在极限工作温度不高于C时，一般在我们的产品命名中 将省略此项7）温度及弹性模量自补偿系数的选择 应变计温度及弹性模量自补偿系数的选择可参照温度自补偿功能及弹性模量自补偿功能中 所述来进行选择8）蠕变标号的选择应变计型号中”孤、T※为蠕变标号，标号不同，蠕变值不同，其规律是：相邻标号之间实 际蠕变值相差0.01〜0.015%FS/30min用户在选择应变计蠕变标号时可参照蠕变自补偿功能 中所述的选用方法。