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如何選擇合適的應(yīng)變片
點(diǎn)擊率:3525   作者:上海拓科實(shí)業(yè)有限公司   來(lái)源:http://m.bckvumg.cn   時(shí)間:2017-12-13 14:40:30



選擇合適的應(yīng)變片


在選擇正確的應(yīng)變片之前,需要明確測(cè)量目標(biāo)。首先要考慮的問(wèn)題是應(yīng)變片將用于應(yīng)力測(cè)試還是傳感器制造。

應(yīng)力測(cè)試

傳感器制造

 
  • 實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析

  • 殘余應(yīng)力分析

  • 加載分析

  • 生命周期分析


  • 測(cè)定熱應(yīng)力


 
  • 稱(chēng)重

  • 扭矩

  • 壓力

  • 應(yīng)變

 

應(yīng)力測(cè)試用應(yīng)變片選擇應(yīng)按以下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇:

幾何尺寸: 柵絲數(shù)量和位置
應(yīng)變片系列: 應(yīng)變片構(gòu)造
連接: 型號(hào)和位置
溫度響應(yīng): 應(yīng)變片溫度響應(yīng)匹配材料
有效柵絲長(zhǎng)度: mm
電阻: 歐姆


應(yīng)變片的幾何規(guī)格


應(yīng)變直片 (如 LY4) 帶有一個(gè)測(cè)量柵絲,測(cè)量一個(gè)方向的應(yīng)變。


T 型應(yīng)變花 (如 XY3) 帶有兩個(gè)測(cè)量柵絲,彼此呈 90° 排列。此類(lèi)應(yīng)變片應(yīng)用包括已知主應(yīng)力方向的雙軸應(yīng)力測(cè)量,以及拉壓雙向應(yīng)力測(cè)量。


V 型應(yīng)變片 (如. XY4) 帶有兩個(gè)測(cè)量柵絲,彼此呈 90° 排列。典型應(yīng)用包括扭轉(zhuǎn)應(yīng)變測(cè)量和剪切梁的剪切應(yīng)力測(cè)試。


橋應(yīng)變片 (例如 DY4) 帶有兩個(gè)測(cè)量柵絲,彼此平行排列。 典型的應(yīng)用為彎曲梁測(cè)量。


柵應(yīng)變花 (例如 RY8) 測(cè)量柵絲呈 0°/45°/90° 或 0°/60°/120° 排列。主要用于未知主方向雙軸應(yīng)力測(cè)量和分析。


鏈?zhǔn)狡?/span> (如 KY8) 帶有 10 或 15 個(gè)很小的測(cè)量柵絲,等距離分布,并包括一個(gè)補(bǔ)償片。主要應(yīng)用為應(yīng)變梯度測(cè)量。


全橋片 (如 VY4) 帶有四個(gè)測(cè)量柵絲,彼此呈 90° 排列。典型應(yīng)用包括拉壓雙向應(yīng)力,扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和剪切梁的剪切應(yīng)力測(cè)試。



應(yīng)變片系列

HBM 提供多個(gè)應(yīng)變片系列用于應(yīng)力測(cè)試。應(yīng)變片系列由載體(例如聚酰亞胺)和測(cè)量柵絲箔材(例如康銅)組合來(lái)確定。同一系列應(yīng)變片都具有相同的基底和柵絲箔材。因此,對(duì)于同一個(gè)應(yīng)變片系列來(lái)說(shuō),很多規(guī)格是相同的。.

對(duì)于實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試,可在惡劣環(huán)境下使用的堅(jiān)固和柔性應(yīng)變片具有明顯的優(yōu)勢(shì)。聚酰亞胺基底的 Y 系列應(yīng)變片屬于該類(lèi)別。該系列有大量不同規(guī)格,能滿足實(shí)驗(yàn)應(yīng)力測(cè)試的各種要求。還包括很多特殊類(lèi)型的應(yīng)變片,例如,鉆孔應(yīng)變花,用于測(cè)量結(jié)構(gòu)件的殘余應(yīng)力,或用于研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布。

連接

 HBM 提供不同連接配置的應(yīng)變片。



內(nèi)置焊盤(pán) (如 LY4)

  • 允許直接在應(yīng)變片上焊接

帶應(yīng)變消除焊盤(pán) (如 LY6)

  • 允許直接在應(yīng)變片上焊接, 同時(shí)避免加卸載荷通過(guò)焊盤(pán)傳遞到應(yīng)變片



鎳銅引線,非絕緣,約 30 mm (1.18 英寸) 長(zhǎng) (如 LY1)

  • 不可直接焊接到應(yīng)變片上

  • 能阻斷加卸載荷傳遞到應(yīng)變片

  • 需要使用獨(dú)立的焊接端子



特氟龍絕緣連接線, 約 50 mm (1.97 英寸) 長(zhǎng) (如 K-C LY4)

  • 無(wú)需焊接

  • 特氟龍絕緣層可防止電纜在安裝過(guò)程中粘連

  • 需要使用獨(dú)立的焊接端子



特氟龍絕緣連接線, 約 50 mm (1.97 英寸) 長(zhǎng) (如 K-C LY4)

  • 電纜長(zhǎng)度從 0.5 到 10 m (1.64-32.81 ft) , 2線, 3線 和 4線可選

  • 在測(cè)量點(diǎn)焊接不是必須的

  • 特氟龍絕緣層可防止電纜在安裝過(guò)程中粘連

熱膨脹系數(shù)匹配

如果溫度變化, 惠斯通 1/4 橋電路 單獨(dú)連接的應(yīng)變片將顯示輸出信號(hào)。 這個(gè)信號(hào)被稱(chēng)為“表觀應(yīng)變”或“熱輸出”,并且獨(dú)立于測(cè)試對(duì)象上的機(jī)械負(fù)載。

但是,可以將應(yīng)變片調(diào)整為特定材料的熱膨脹系數(shù),使得在溫度變化的情況下輸出信號(hào)非常小。 這種應(yīng)變計(jì)被稱(chēng)為“溫度響應(yīng)匹配”或“自補(bǔ)償”應(yīng)變片。

為了匹配溫度響應(yīng),必須根據(jù)測(cè)試材料的熱膨脹系數(shù)α來(lái)選擇應(yīng)變片。

編號(hào) 材料 熱膨脹系數(shù) ∝
1 鐵素體鋼 10.8 ⋅ 10-6/K (6 ⋅ 10-6/°F)
3 23 ⋅ 10-6/K (12.8 ⋅ 10-6/°F)
5 奧氏體鋼 16 ⋅ 10-6/K (8.9 ⋅ 10-6/°F)
6 石英玻璃 / 復(fù)合材料 0.5 ⋅ 10-6/K (0.3 ⋅ 10-6/°F)
7 鈦 / 灰鑄鐵 9 ⋅ 10-6/K (5 ⋅ 10-6/°F)
8 塑料 65 ⋅ 10-6/K (36.1 ⋅ 10-6/°F)
9 5.4 ⋅ 10-6/K (3 ⋅ 10-6/°F)

有效柵絲長(zhǎng)度

應(yīng)變片測(cè)量柵絲長(zhǎng)度取決于測(cè)量的目的,因?yàn)槭褂脩?yīng)變片測(cè)量的結(jié)果是測(cè)量柵絲區(qū)域的平均應(yīng)變。 一般來(lái)說(shuō),測(cè)量柵絲長(zhǎng)度為3或6毫米(0.118或0.236英寸)。

如果存在不均勻的材料,如混凝土或木材,建議使用長(zhǎng)測(cè)量柵絲。長(zhǎng)的測(cè)量柵絲將彌補(bǔ)工件的不均勻性。

短的測(cè)量柵絲適合于檢測(cè)局部應(yīng)變。因此它們適用于測(cè)定應(yīng)變梯度,缺口應(yīng)力的最大點(diǎn)或類(lèi)似應(yīng)力。

電阻

HBM 應(yīng)變片提供 120, 350, 700 和 1,000 Ohm 型號(hào)可供選擇。電阻大小選擇取決于測(cè)量任務(wù)。并可按照客戶要求對(duì)電阻值進(jìn)行定制。

低阻值應(yīng)變片

高阻值應(yīng)變片

+ 電磁干擾的影響較小 + 連接路徑 (滑環(huán), 電纜,...) 電阻對(duì)測(cè)量影響更小
+ 隔離電阻變化的影響較小 -  容易受外界噪聲干擾
- 更高的功率要求 -  隔離電阻變化的影響較大
- 與高歐姆應(yīng)變片相比,由于較高的電流,將產(chǎn)生更大的自加熱效應(yīng)



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