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振弦式應(yīng)變計長期測量的穩(wěn)定性應(yīng)較差動電阻式應(yīng)變計要好,因它的測量鋼絲是等標(biāo)距的,而差動電阻式應(yīng)變計的測量鋼絲共分為拉﹑壓兩組,每一組鋼絲又分別繞成7道和9道。如都安標(biāo)距70mm來計算,電阻式應(yīng)變計測量鋼絲的長度是振弦式應(yīng)變計的16倍(或16根),首先如它們鋼絲直徑一樣亦損斷的機率是16倍(何況它們的直徑又相差4.6倍),由于結(jié)構(gòu)所限它們的溫度線漲系數(shù)也相差16倍,對環(huán)境震動及干擾的影響兩者的感受度應(yīng)也相差16倍,所以兩者相比長期測量的穩(wěn)定性都是顯而易見的。目前在水電及巖土工程界大量使用的振弦式應(yīng)變計具有良好的長期穩(wěn)定性和高的現(xiàn)場安裝成活率,同時振弦式傳感器的制作水平也表示了當(dāng)今國際巖土行業(yè)的水平。半導(dǎo)體應(yīng)變計,將半導(dǎo)體應(yīng)變計安裝在被測構(gòu)件上,在構(gòu)件承受載荷而產(chǎn)生應(yīng)變時,其電阻將發(fā)生變化。貴陽表面應(yīng)變計量程
絲式應(yīng)變計,這種應(yīng)變計的敏感柵較常用的有絲繞式和短接線式兩種。①絲繞式的敏感柵是用直徑0.015~0.05毫米的金屬絲連續(xù)繞制而成,端部呈半圓形。如果安裝應(yīng)變計的構(gòu)件表面存在兩個方向的應(yīng)變,此圓弧端除了感受縱向應(yīng)變外,還能感受橫向應(yīng)變,后者稱為橫向效應(yīng)。若對測量精度的要求較高,應(yīng)考慮橫向效應(yīng)的影響并進(jìn)行修正。②短接線式的敏感柵采用較粗的橫絲,將平行排列的一組直徑為0.015~0.05毫米的金屬縱絲交錯連接而成,端部是平直的。它的橫向效應(yīng)很小,但耐疲勞性能不如絲繞式的。箔式應(yīng)變計,這種應(yīng)變計的敏感柵用厚度0.002~0.005毫米的金屬箔刻蝕成形。用此法易于制成各種形狀的應(yīng)變計。箔柵有如下優(yōu)點,①橫向部分可以做成比較寬的柵條,使橫向效應(yīng)較小;②箔柵很薄,能較好地反映構(gòu)件表面的變形,因而測量精度較高;③便于大量生產(chǎn);④能制成柵長很短的應(yīng)變計。因此,箔式應(yīng)變計得到普遍應(yīng)用。重慶應(yīng)變計工作溫度埋入式振弦應(yīng)變計由一根鋼弦保護(hù)管連接的兩個法蘭盤端塊組成。
雙層應(yīng)變計,在進(jìn)行薄殼、薄板應(yīng)變的測量時,需要在殼和板的內(nèi)、外表面對稱貼片。而對于體積小或密封的結(jié)構(gòu)在內(nèi)表面貼片幾乎是無法進(jìn)行的,雙層應(yīng)變計為解決這些問題提供了條件。在不太厚的塑料上、下表面粘貼應(yīng)變計,并在應(yīng)變計表面涂環(huán)氧樹脂保護(hù)層。使用時將此雙層應(yīng)變計粘貼在被測構(gòu)件的外表面,利用彎曲應(yīng)變線性分布及軸向應(yīng)變均勻分布特點,同時測出彎曲及軸向應(yīng)變。防水應(yīng)變計,在潮濕環(huán)境或水下,特別在高水壓作用下,應(yīng)采用防水應(yīng)變計。常溫短期水下應(yīng)變量測可在箔式應(yīng)變計表面涂防護(hù)層(如水下環(huán)氧樹脂)。長期量測可用熱塑方法將應(yīng)變計夾在兩塊薄塑料板中間,或采用防水、防霉、防腐蝕的特種膠材料作為應(yīng)變計的基底和覆蓋層制成防水應(yīng)變計。
應(yīng)變計的電阻值,應(yīng)變計電阻值的選擇,一般根據(jù)測試儀器對應(yīng)變電阻值和測量應(yīng)變靈敏度的要求,以及測試條件等而定。例如,應(yīng)力分析測試常用的電阻應(yīng)變儀通常是按應(yīng)變計電阻值為120+5Ω進(jìn)行設(shè)計的,因此,應(yīng)力分析測試時,普遍選用電阻值為120Ω的應(yīng)變計。而傳感器上通常選用高電阻值(如350Ω、500Ω、1000Ω,甚至5000Ω)的應(yīng)變計,因為這樣可以提高其穩(wěn)定性或輸出靈敏度。有時為了減少應(yīng)變計引線和連接導(dǎo)線的電阻對應(yīng)變計應(yīng)變靈敏度的衰減作用,或為了提高動態(tài)應(yīng)變測量的信噪比,也選用高電阻值的應(yīng)變計。應(yīng)變計電阻值的選擇,一般根據(jù)測試儀器對應(yīng)變電阻值和測量應(yīng)變靈敏度的要求。
電阻應(yīng)變計半導(dǎo)體應(yīng)變計,將半導(dǎo)體應(yīng)變計安裝在被測構(gòu)件上,在構(gòu)件承受載荷而產(chǎn)生應(yīng)變時,其電阻率將發(fā)生變化。半導(dǎo)體應(yīng)變計就是以這種壓阻效應(yīng)作為理論基礎(chǔ)的,其敏感柵由鍺或硅等半導(dǎo)體材料制成。這種應(yīng)變計可分為體型和擴散型兩種。前者的敏感柵由單晶硅或鍺等半導(dǎo)體經(jīng)切片和腐蝕等方法制成,后者的敏感柵則是將雜質(zhì)擴散在半導(dǎo)體材料中制成的。半導(dǎo)體應(yīng)變計的優(yōu)點是靈敏系數(shù)大,機械滯后和蠕變小,頻率響應(yīng)高;缺點是電阻溫度系數(shù)大,靈敏系數(shù)隨溫度而明顯變化,應(yīng)變和電阻之間的線性關(guān)系范圍小。正確選擇半導(dǎo)體材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,這些缺點可望得到克服。半導(dǎo)體應(yīng)變計多用于測量小的應(yīng)變(10-1微應(yīng)變到數(shù)百微應(yīng)變),已普遍用于應(yīng)變測量和制造各種類型的傳感器(見電阻應(yīng)變計式傳感器)。埋入式振弦應(yīng)變計外殼堅固,耐沖擊和耐腐蝕。北京振弦式鋼筋應(yīng)變計現(xiàn)貨供應(yīng)
金屬粘貼式電阻應(yīng)變計的封裝結(jié)構(gòu)。貴陽表面應(yīng)變計量程
典型的金屬箔應(yīng)變計物體的應(yīng)變總是由于外力或內(nèi)力作用導(dǎo)致。力、壓力、力矩、熱和材料結(jié)構(gòu)變化等原因都可能導(dǎo)致應(yīng)變。滿足特定條件時,就可以通過測得的應(yīng)變量來算出影響因素的量化程度或物理值。這一方法在應(yīng)力實驗分析中被采用。應(yīng)力實驗分析用試樣或結(jié)構(gòu)零件表面測得的應(yīng)變值來表述材料內(nèi)部的應(yīng)力,并且預(yù)測材料安全性和耐久程度。更加專業(yè)的變送器可用于測量力或其它衍生的物理量如運動、壓力、加速度、位移和振動等。這類變送器通常包含一個粘接了應(yīng)變計的壓敏隔膜。貴陽表面應(yīng)變計量程