金属电阻应变片的种类、材料及粘贴VIP

1金属电阻应变片的种类金属电阻应变片种类繁多，形式多样，但常见的基本结构有金属丝式应变片、金属箔式应变片和薄膜式应变片。其中金属丝式应变片使用最早、最多，因其制作简单、性能稳定、价格低廉、易于粘贴而被广泛使用。2电阻应变片的结构金属丝式电阻应变片由敏感栅、基底、盖层、黏合层和引线等组成。图2-2为金属丝式应变片的典型结构图。其中敏感栅是应变片内实现应变电阻转换的最重要的传感元件，一般采用的栅丝直径为0. 0150.05 mm。敏感栅的纵向轴线称为应变片轴线，L为栅长，n为基宽。根据不同用途，栅长可为0.2200 mm。基底用以保持敏感栅及引线的几何形状和相对位置，并将被测件上的应变迅速、准确地传递到敏感栅上，因此基底做得很薄，一般为0. 020.4 mm。盖层起防潮、防腐、防损的作用，用以保护敏感栅。用专门的薄纸制成的基底和盖层称为纸基，用各种黏合剂和有机树脂薄膜制成的称为胶基，现多采月后者。黏合剂将敏感栅、基底及盖层黏合在一起。在使用应变片时也采用黏合剂将应变片与被测件黏牢。引线常用直径为0.100.15 mm的镀锡铜线，并与敏感栅两输出端焊接。金属箔式应变片的基本结构如图2-3所示，其敏感栅是由很薄的金属箔片制成的，厚度只有0. 010.10 mm，用光刻、腐蚀等技术制作。箔式应变片的横向部分特别粗，可大大减少横向效应，且敏感栅的粘贴面积大，能更好地随同试件变形。此外与金属丝式应变片相比，金属箔式应变片还具有散热性能好、允许电流大、灵敏度高、寿命长、可制成任意形状、易加工、生产效率高等优点，所以其使用范围日益扩大，已逐渐取代丝式应变片而占主要的地位。但需要注意，制造箔式应变片的电阻值的分散性要比丝式的大，有的能相差几十欧姆，故需要作阻值的调整。对金属电阻应变片敏感栅材料的基本要求如下。灵敏系数K。值大，并且在较大应变范围内保持常数。电阻温度系数小。电阻率大。机械强度高，且易于拉丝或辗薄。与铜丝的焊接性好，与其他金属的接触热电势小。薄膜式应变片与丝式和箔式两种传统的金属粘贴式电阻应变片不同，它采用真空蒸发或真空沉积的方法，将金属敏感材料直接镀制于弹性基片上。相对于金属粘贴式应变片而言，薄膜式应变片的应变传递性能得到了极大的改善，几乎无蠕变，并且具有应变灵敏度系数高、稳定性好、可靠性高、工作温度范围宽（一100180）、使用寿命长、成本低等优点，是一种很有发展前景的新型应变片，目前在实际使用中遇到的主要问题是尚难控制其电阻对温度和时间的变化关系。表2-1给出了几种国产电阻应变片的技术数据。3电阻应变片的材料金属电阻应变片常用的敏感栅材料有康铜、镍铬合金、镍铬铝合金、铁铬铝合金、铂、铂钨合金等。常用电阻丝材料及性能如表2-2所示。4电阻应变片的粘贴电阻应变片用黏合剂粘贴到试件表面上，黏合剂形成的胶层必须准确、迅速地将被测试件的应变传到敏感栅上。黏合剂的性能及黏结工艺的质量直接影响着应变片的工作特性，如零漂、蠕变、滞后、灵敏系数、线性，以及它们受温度影响的程度。可见，在粘贴时，必须合理选择黏合剂，遵循正确的黏结工艺，保证粘贴质量，这与电阻应变片的测量精度有着极其重要的关系。选择黏合剂必须适合应变片材料和被试件材料，不仅要求黏结力强，黏结后机械性能可靠，而且黏合层要有足够大的剪切弹性模量、良好的电气绝缘性，蠕变和滞后小，耐湿、耐油、耐老化，动应力测量时耐疲劳等。此外，还要考虑应变片的工作条件，如温度、相对湿度、稳定性、粘贴时间长短的要求，以及贴片固化时加热加压的可能性等。常用的黏合剂类型有硝化纤维素型、氰基丙烯