應變計使用

STRAIN GAUGE

應變片的粘貼技術

在電測技術中,應變片粘貼質量的優劣對測量的可靠性影響很大,是一個非常關鍵性的環節,必須予以注意.為提高電測結果的準確性,我們應在應變片的粘貼過程中做到認真操作,一絲不茍.
   
應變片的種類很多,有金箔式、絲式、薄膜式、半導體式.鑒于目前在電測實驗中較為常用的電阻應片是金箔式應變片(以下簡稱箔式應變片),下面我們就以箔式電阻應變片為例,談一談電測應力實驗中應變片的粘貼技巧.
   
箔式應變片是用厚變為00o3001mm 的康銅或鎳鉻箔片借光刻和腐蝕工藝制作成柵狀,它由電阻絲、基片和引出線三大部分組成(如圖1).這種應變片由于其具有線條均勻、靈敏度分散性小,測試范圍廣等優點,故而得到廣泛應用.在做電測實驗之前,我們面臨的第一個問題是如何選擇正確的應變片.由于箔式應變片的主要參數指標有:應變片的幾何尺寸(包括敏感柵基長、應變片基底長、敏感 柵基寬、應變片基底寬)、名義阻值、靈敏度系數、允許電流、線性度、滯后、零漂、極限應變等,能否正確選擇適當正確的應變片將直接影響到電測法的測試結 果.為合理選用應變片,我們應對其性能作一些了解.一般而言,大尺寸的應變片,能感受較多的平均應變量,有利于測量精度的提高;小尺寸的應變片,雖然感受 平均應變量較少,但能較好地反映出的應力,所以對于應變片尺寸的選擇,應根據構件受力后的應力分布情況和構件自身相關尺寸來決定.
   
在選好應變片準備粘貼之前,我們應對應變片作嚴格仔細地檢查,檢查的內容包括:
(1)
應變片的外形檢查,即檢查應變片是否存在斷路、短路現象、片中各部位是否有損傷、折斷發生、片內是否夾有氣泡或霉變現象等等.
(2)
應變片電阻值的檢測.為保證使用的應變片的電阻誤差不超過允許范圍(這個范圍通常在±05Q),可事先用精度較高的歐姆表或采用直流電橋對其進行檢測,以免因同組使用的應變片的阻值誤差太大而造成測量結果欠準.
(3)
檢查應變片上是否標有中心線.若無,則應在其基蓋上補畫出縱、橫線條,這樣可方便粘貼應變片.與此同時,被測試件的表面上應劃出定位線。以確保應變片的粘 貼到位.若被測試件的表面質量不高,將會影響應變片的粘貼,為此,我們應用刮刀或銼刀清除被測點處的氧化皮及污垢,然后用細砂皮紙在試件粘貼部位(一般應 大于應變片面積35倍左右的表面)進行打磨,沿貼片方向打出45。交叉紋,以保證表面的足夠光滑,最后用劃針在被測點處進行畫線,從而保證應變片能牢固 順利地粘貼.
   
粘貼應變片前,還需用脫脂棉球蘸上清潔溶劑,如丙酮、無水酒精、四氯化碳等溶劑擦洗被測點處的油污,直至棉球上無明顯油漬為止,且注 意此時勿用手觸摸清洗后的表面.然后在應變片的粘貼面處涂上薄薄一層膠水,如KH501KH502膠,一般宜薄不宜厚.將應變片的方位線對準事先在試件 上的劃線,此時應密切注意應變片的方位線與試件的劃線是否重合,這時可在應變片上蓋上一層透明紙(或臘紙),一一只手捏住應變片的引出線,另一只手的手指 反復輕輕滾壓透明紙表面,以便將里面多余的膠水和氣泡擠出.滾壓應變片時切記不能垂直用力,不能產生滑動或轉動,待膠水和氣泡被完全擠出后,還應保持手指 不動約一分鐘左右.當然也可以在試件表面蓋上一層玻璃紙,然后墊上一塊硅皮,用夾具或平整的壓塊輕壓應變片的粘貼處,這些做法的目的均是為了保證應變片在 粘貼過程中不發生錯移,保證其方位線與被測試件測試點處的定位線完全重合.
   
粘貼后的應變片可讓其在室溫中自然干燥1524h.為節省時間,也可在自然干燥數小時后,用紅外線燈進行烘烤,但溫度應控制在不超過40。~80。范圍.若一開始就烘烤,則應變片敏感柵材料的電阻系數將會隨溫度的驟然變化而改變,這對于后面的測試工作不利.
   
上述工作完成后,還應對應變片的粘貼質量進行檢查,例如可通過放大鏡觀察應變片粘貼位置和方位角是否準確,粘貼表面有無氣泡,應變片是否粘貼牢固;用萬用表 測量應變片有無斷路、短路現象.若無異常,則再用低壓變阻表測量應變片的引出線和金屬試件之間的絕緣電阻是否符合要求。這一阻值通常應達到100M歐以上 才可作用.
   
接下來,我們在應變片的引出線附近粘貼一片接線端子,同時在引出線下面粘貼一層絕緣膠布。此舉意在保證引出線焊點處的絕緣.爾后將測量 導線的一端靠近應變片的引出線,在測量導線焊接端去皮約3mm 并涂上焊錫后,用電烙鐵將應變片引出線與測量導線進行錫焊.接時要快且準,以免產生氧化物而影響焊點質量.
   
應變片接好導線后應立即在應變片的焊接 端子處涂上一層防護層,以對其進行防濕、防潮、防老化處理,從而延長其使用壽命.短期防護可采用凡士林作防護劑,長期防護可采用密封性好的防護劑。如環氧 樹脂、氯丁橡膠、硅橡膠密封劑等.目前,最方便的~是用南大化工廠生產的“703”“705”膠.

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