電阻應變計-高溫壓力傳感器 返回列表頁

一 產品分類：
FBF系列   酚醛-縮醛基底,康銅箔制成,全密封結構;可溫度自補償;柔韌性好,粘貼方便,性能穩定,用于一般精度傳感器（0.05級)和應力分析.

FBA系列   聚酰亞胺基底,康銅箔制成,全密封結構;可溫度自補償;延伸率高,耐濕熱性好,電阻絕緣性能好，使用溫度范圍寬,適用于150℃以內的精密應力分析.

FBZ系列   紙侵縮醛樹脂基底,康銅箔制成,基底薄而柔軟,使用、粘貼方便，是一般應力分析尤其是復合材料和混凝土結構的常用敏感元
技術指標        FBF系列            FBA系列            FBZ系列 
典型電阻值  60,120,350,650         120,350              120 
對平均電阻值公差 ≤±0.1% 
靈敏系數 2.00-2.20                1.86-2.20           2.00-2.20 
靈敏系數分散 ≤±1% 
應變極限 2.0% 
疲勞壽命 10000000 
溫度自補償代號 9,11,16,23,27  
使用溫度范圍 -30-+80             -30-+80,-80-+150     -30-+80

 二、電阻應變計的主要參數

1、電阻值
應變計的電阻是指應變計在室溫環境、未經安裝且不受力的情況下，測定的電阻值。
應變計電阻值的選定主要根據測量對象和測量儀器的要求。

2、靈敏系數
應變計的靈敏系數是指：當應變計粘貼在處于單向應力狀態的試件表面上，且其縱向(敏感柵縱線方向)與應力方向平行時，應變計的電阻變化率與試件表面貼片處沿應力方向的應變(即沿應變計縱向的應變) 的比值，即式中，K為應變計的靈敏系數；ε為試件表面測點處與應變計敏感柵縱線方向平行的應變；RRΔ為由ε所引起的應變計電阻的相對變化。

應變計的靈敏系數主要取決于敏感柵材料的靈敏系數，但兩者又不相等，這主要有兩個原因：以絲式應變計為例，由于橫柵的存在，使制成敏感柵之后的靈敏系數小于絲材的靈敏系數，差別的大小與敏感柵的結構型式和幾何尺寸有關；試件表面的變形是通過基底和粘結劑傳遞給敏感柵，由于端部過渡區的影響又使應變計的靈敏系數小于敏感柵的靈敏系數，此差數不僅與基底和粘結劑的種類及其厚度有關，還受粘結劑的固化程度以及應變計安裝質量的影響。因此，應變計的靈敏系數是受多種因素影響的綜合性指標，它不能通過理論計算得到，而是由生產廠家經抽樣在專門的設備上進行標定試驗來確定的。并于包裝上注明其平均名義值和標準誤差。常用的應變計靈敏系數為2.0~2.4。

3、應變極限
應變計的應變極限是指在溫度恒定的條件下，對安裝有應變計的試件逐漸加載，指示應變與被測構件真實應變的相對誤差（通常規定為10%）不超過一定數值時的真實應變值。實際上，應變極限是表示應變計在不超過規定的非線性誤?釷保芄還ぷ韉淖畬笳媸滌Ρ渲怠?

大多數敏感柵材料的靈敏系數在彈性范圍內變化很小，故在一般情況下，決定應變極限大小的主要因素是：
a. 粘結劑和基底材料傳遞應變的性能；
b. 引線與敏感柵焊點的布置形式；
c. 應變計的安裝質量。
選用抗剪強度較高的粘結劑和基底材料、制造和安裝應變計時控制基底和粘結劑層不要太厚、適當的固化處理等；都有助于獲得較高的應變極限。
工作溫度升高，會使應變極限明顯地下降，中溫和高溫應變計在極限工作溫度下的應變極限均低于常溫應變計。

4、疲勞壽命
應變計的疲勞壽命是指：在恒定幅值的交變應力作用下，應變計連續工作，直至產生疲勞損壞時的循環次數。當應變計出現以下三種情形之一者，即可認為是疲勞損壞：a.敏感柵或引線發生斷路；b.應變計輸出幅值變化10%；c.應變計輸出波形上出現穗狀尖峰。
疲勞損壞的原因是，在動態應力測量時，應變計在交變應變的作用下，經過若干循環次數之后，其靈敏系數將隨應變循環次數的增加而有所改變。這主要是由于敏感柵的缺陷（柵條上的針孔和裂隙）、內焊點接觸電阻的變化、粘結劑強度下降以及應變計安裝質量不好等因素所造成。要提高應變計的疲勞壽命，須特別注意引線與敏感柵之間的連接方式和焊點質量。

三、電阻應變計的結構

主要由敏感柵、基底、引出線、覆蓋層組成，敏感柵用粘合劑粘在基底和覆蓋層之間。

1、敏感柵—用合金絲或合金箔制成的柵。它能將被測構件表面的應變轉換為電阻相對變化。目前常用的金屬敏感柵材料主要有銅鎳合金、鎳鉻合金、鎳鉬合金、鐵基合金、鉑基合金、鈀基合金等

2、基底—的一個組成部分。其作用是在應變計被安裝到試件上之前，將敏感柵*地或臨時地安置于其上，同時還要使得敏感柵和粘貼應變計的試件之間相互絕緣。常用的基底材料有紙、膠膜(環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂和聚酰亞胺等)、玻璃纖維布、金屬薄片等。

3、引線—的引線是從敏感柵引出的絲狀或帶狀金屬導線。通常引線是在制造應變計時就和敏感柵連接好而成為應變計的一部分。

4、蓋層—的蓋層是用來保護敏感柵使其避免受到機械損傷或防止高溫下氧化。常用的是以制作基底的膠膜或浸含有機膠液（例如環氧樹脂、酚醛樹脂等）的玻璃纖維布作為蓋層，也可以在敏感柵上涂敷制片時所用粘結劑作為保護層。蓋層的材料包括紙、膠膜及玻璃纖維布等。

四、金屬應用與工作原理

1、兩方面的應用：一是作為敏感元件，直接用于被測試件的應變測量；另一是作為轉換元件，通過彈性元件構成傳感器，用以對任何能轉變成彈性元件應變的其它物理量作間接測量。用應變片測量時，將其粘貼在被測對象表面上。當被測對象受力變形時，應變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發生相應變化，通過轉換電路轉換為電壓或電流的變化，從而實現應變的測量。

2、工作原理是電阻應變效應，即金屬絲在受到應力作用時，其電阻隨著所發生機械變形(拉伸?蜓顧?)的大小而發生相應的變化。電阻應變效應的理論公式如下:

R=ρ*(L/S)

式中：ρ—電阻率(Ω·mm2/m)L—金屬絲的長度(m)S—金屬絲的截面積(mm2)

由上式可知，金屬絲在承受應力而發生機械變形的過程中，ρ、L、S三者都要發生變化，從而必然會引起金屬絲電阻值的變化。當受外力伸張時，長度增加，截面積減小，電阻值增加;當受壓力縮短時，長度減小，截面積增大，電阻值減小。因此，只要能測出電阻值的變化，便可知金屬絲的應變情況。這種轉換關系為

ΔR/R=Koε

式中:R—金屬絲電阻值的變化量;
Ko—金屬材料的應變靈敏系數,它主要由試驗方法確定,且在彈性極限內基本為常數值;
ε—金屬材料的軸向應變值,即ε=ΔL/L，因此又稱ε為長度應變值,對金屬絲而言,其值勤在0.24~0.4之間。
在實際應用中，將金屬電阻應變片粘貼在傳感器彈性元件或被測饑械零件的表面。當傳感器中的彈性元件或被測機械零件受作用力產生應變時，粘貼在其上的應變片也隨之發生相同的機械變形，引起應變片電阻發生相應的變化。這時，電阻應變片便將力學量轉換為電阻的變化量輸出。

 基底：改性酚醛；柵絲：康銅；全封閉結構；可同時實現溫度自補償和蠕變自補償。精度高,穩定性好,使用方便,適用于0.02級傳感器。