應(yīng)變片是能夠測量長度（應(yīng)變）相對變化的傳感器。如果材料被拉伸，應(yīng)變被稱為正應(yīng)變，而如果材料被壓縮，應(yīng)變則被稱為負(fù)應(yīng)變。

應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)應(yīng)變片一般為 箔式電阻應(yīng)變片 。（稱其為傳統(tǒng)是因?yàn)楝F(xiàn)在有其它新的應(yīng)變片技術(shù)，例如光纖布拉格光柵傳感器，其原理完全不同） 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)變片一般采用聚酰亞胺作為基底，康銅絲粘附在上面。 康銅是一種電導(dǎo)體，使用模板蝕刻法，產(chǎn)生康銅測量柵絲，然后粘附在基底與載體箔材上。 從外觀上來看其形成一個蛇形繞組圖案。

應(yīng)變片是如何工作的？

對于應(yīng)變測量來說，我們實(shí)際感興趣的是機(jī)械應(yīng)力。機(jī)械應(yīng)力描述了施加在材料上的內(nèi)部和外部力。這是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的應(yīng)用領(lǐng)域一個重要的要素。

因此，應(yīng)變片通常被安裝在需要檢查材料的多個位置，并通過電纜連接到測量放大器。 如果應(yīng)變片被壓縮，其電阻會減小。如果應(yīng)變片被拉伸時，其電阻會增加。 原因是當(dāng)測量柵絲被拉伸時，電流通過的導(dǎo)體變細(xì)，導(dǎo)致電阻增加。

電阻的變化確定了應(yīng)變片上的應(yīng) 變：

△R=應(yīng)變引起的應(yīng)變片電阻變化

R0=應(yīng)變片的標(biāo)稱電阻

k=應(yīng)變片的應(yīng)變系數(shù) (SG靈敏度)

E=待測應(yīng)變

應(yīng)變片之間的區(qū)別

應(yīng)變片之間有一些重要特征：比較重要的是幾何形狀，測量柵絲長度和溫度適應(yīng)性。

我們提供超過2500種不同類型的應(yīng)變片。可根據(jù)應(yīng)用選擇不同的類型。它們之間的區(qū)別主要在于：

• 幾何規(guī)格：應(yīng)變片的幾何規(guī)格包括測量柵絲數(shù)量和對準(zhǔn)方式等。根據(jù)載荷不同，可能會發(fā)生不同的應(yīng)力狀態(tài)。在單軸應(yīng)力狀態(tài)下，也就是一個已知的應(yīng)力方向，一個測量柵絲就足夠了，并與主應(yīng)力方向?qū)R。在雙軸應(yīng)力狀態(tài)下，多個應(yīng)力方向一起發(fā)生，例如張力，壓力，彎曲或扭轉(zhuǎn)。在某些情況下，測量工程師可能不知道主應(yīng)力的方向。這需要具三個方向的測量柵絲應(yīng)變片才可以。可以確定主要和次要應(yīng)力的大小以及它們的方向。
• 測量柵絲長度：根據(jù)材料和測量應(yīng)用，應(yīng)該選擇不同的測量柵絲長度。如需要非常精確地測量工件中的應(yīng)力曲線（應(yīng)力梯度）時，最好采用較短的測量柵絲，以精確分析關(guān)鍵點(diǎn)。如果一般負(fù)載（算術(shù)平均值）是重要的，則應(yīng)該選擇較長的測量柵絲。不同的表面結(jié)構(gòu)也有不同：例如混凝土是不均勻的，并且小的卵石嵌入其中。在這種情況下，如果測量柵絲太短，則會使測量結(jié)果發(fā)生扭曲，因?yàn)樵搼?yīng)用有多種微小的獨(dú)立應(yīng)力場。為了避免這種情況，應(yīng)選擇較長的測量柵絲，測量在該測量柵絲長度上的平均應(yīng)力。
• 溫度適應(yīng)性：不同材料的需要采用不同溫度適應(yīng)性的應(yīng)變片，以確保能夠?qū)囟茸兓鸬牟牧蠎?yīng)變進(jìn)行補(bǔ)償。因此，需要根據(jù)材料選擇正確的應(yīng)變片。
• 其他選擇標(biāo)準(zhǔn)：除了上述特征之外，還有其他一些選擇標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)變片通常具有不同的阻值（120,350或1000歐姆等），通常取決于測量鏈。例如放大器的橋路電阻或預(yù)期的干擾脈沖等。基底材料，導(dǎo)體材料或連接類型也需要進(jìn)行考慮。一些應(yīng)變片采用預(yù)接線方式，無需進(jìn)行焊接，可以節(jié)約大量的安裝時間，從而降低成本。

應(yīng)用領(lǐng)域

應(yīng)變片有兩個主要應(yīng)用領(lǐng)域：

• 一個是用于傳感器制造，比如力傳感器，稱重傳感器，扭矩傳感器，壓力傳感器等。
• 一個是用于實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析，比如機(jī)械應(yīng)力的絕對值和方向的確定，疲勞壽命分析，殘余應(yīng)力分析。耐久性測試是實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的主要應(yīng)用。例如材料何時在恒定負(fù)荷下失效等。這些載荷是采用試驗(yàn)方式，循環(huán)加載的。負(fù)載通常較低，材料在彈性范圍內(nèi)，不會立即損壞或斷裂。疲勞問題在很多方面都是有意義的：例如飛機(jī)部件，基礎(chǔ)設(shè)施如橋梁或鐵路，以及印刷電路板等。部件需要進(jìn)行徹底測試，以確定其是否提供所需的耐久性，能夠承受預(yù)期的負(fù)荷。

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