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1.電阻應變計的結構
電阻虛變計又稱電阻應變片,是由基底、敏感柵和覆蓋層等組成。為由絕緣材料制成的基片,敏感柵用膠教劑粘貼在基片上,并在敏感柵卜粘貼有保護作用的覆蓋層,它既對敏感柵起著防磨、防潮、防腐蝕的作用。又使應變片成為整體為敏感柵金屆絲的外引線。所用金屆絲的電阻率較高,以使敏感柵有一定的電阻值。為準確地傳遞試件上的應生.基片必須很薄.硅片的材料為紙、被膜、涅膠玻璃纖維等。覆蓋層一股為紙或膠。額感柵的絲柵長度,稱為應變的基長或標距、工作每氏;蚊感柵寬度稱為基寬,為應變片的使用面積;電阻府變計的基本結構及形狀。
2.電阻應變計的規格
電阻應變的規格通常以使用面積和電阻值表示,例如3mmxl0mm,12Ω。目前關于電阻應變計的規格還沒有統一標準。使用面積規范不一,電阻值也不同,有60Ω、120Ω、200Ω、320Ω、350Ω、500Ω、1000Ωn等,其個以120Ω和350Ω為最常用。
3.電阻應變計的類型
按照電阻府變計的制造方法、作溫度以使用途.可對電阻愈變計進行不同的分類、根據制作方法的不同,可以將電阻應變計分為絲式、箔式和薄膜式三類。
1)金屆絲式應變計
應變計由金屬絲繞制而成。根據統制的形狀,可分為四角線柵式和直角線柵式兩種。研究表明,敏感柵的縱向柵愈窄力長,而橫向柵愈寬、愈短,則橫向效應的影響愈小。采用直角線柵式(又稱短接式).可克服橫內效應。它是將電阻絲平行放置,在兩端用宜徑比柵絲宜徑級5倍一l0倍的鍍銀紫銅絲焊接形成回路。這種應變外由于焊接點多,在動應力的作用下易在焊點處出現疲勞損壞。因此,不適宜做長期動應力測量的場合。此外,它的制造工藝要求高。所以使用較少。
為克服橫向效應,也行將彎曲部分繞成v字利的:
由于制作應變計敏感柵的材料性能直接影響傳感器的性能,因此要求它:①有較高的靈敏系數x6,并且在較大的應變范圍內保持不變:③有高且穩定的電阻率。③電阻溫度系數小、線性度和重復性好,并有足夠的熱穩定性。④機械強度高,加工性能和焊接性能良好,易于拉絲或輾薄,與其他引線材料的接觸電勢小:⑥抗氧化龍腐蝕性能強。
常用的制作敏感柵的材料有以下幾種:
(1)銅鎳合金(俗稱康銅);含銅55%、鎳45%的康銅是最常用的材料,其電阻溫度系數小,且穩定,同時它的靈敏系數的穩定性高,測量范圍大。可用來制作測量大變形的應變計。在靜態應變測量時,康銅的工作溫度在-50℃~+250℃范圍內:在動態測量時,可在+400℃的條件下工作。它還可以在核輻射的環境下工作。
(2)鎳鉻合金及鎳鉻改良性合金。銀鉻合金一般含鎳別80%、含鉻20%,它具有較高的電阻率。適于制作小柵長的應變計:但其電阻溫度系數較大,適宜動態膨變測量,也可在核輻射的環境下工作。加入少量其他元素.可改善其性能,制成溫度直補償的版亞計。
(3)鐵銘鋁合金。它含鐵70%、鉛25%、鋁5%。它的電阻率高.靈敏系數K,也較大
電阻溫度系數比鎳鍋臺金小得多.比鋼鎳合金稍大。通過適當熱處理或添加某些微量)可改
變其電阻溫度系數。它抗氧化性能好.工作溫度范圍大,為-269℃~+1000℃
(4)鐐鉻鐵臺金。這種合金靈敏系數擴大,可達3.6,并具有高的疲勞壽命和大的電阻溫度系數(比康銅高6倍以上)。適宜制作廢勞壽命要求高的應變計、不宜在磁場附近位用。
(5)鉑及鉑合金o這種合金具有耐酸、耐堿、抗腐蝕性、在高溫下臺良奸的抗氧化性,電阻溫度系數的線性度好,靈敏系數大等特點。它是制作高溫應變計的重要材料。
2)金屬箔式應變計
它是以金屬箔作為敏感柵的電阻應變計 將合金先軋制成厚度為0.002mm~0.01mm的
箔材,經熱處理后在一面涂刷一層0.03mm~0.05mm厚的樹脂膠.再經聚合固化形成基底。在另一面,經照相制版、光刻、腐蝕等工藝,制成敏感柵,焊上引出線.并涂上與基底相同的樹脂膠作為覆蓋片。箔材