光纖應變片的案例
張工聊光纖 | 光纖傳感器和常規電阻應變片在結構監測上的對比
雖然電阻應變片長期以來已經用于結構變化監測，但是在更長時間內提供精確、可控信息方面還缺乏必要的耐久性和完整性。
今天就和大家聊一聊
光纖傳感器
和
常規電阻應變片
，在
基礎設施結構監測
應用上的對比。
首先，我想先介紹下基于
布拉格光柵(FBG)技術的光纖應變片
，迥異于傳統電阻應變片的
工作原理
及
適用性
。
簡單地說，一個布拉格光柵就是在摻雜鍺元素的標準單模通訊光纖上用紫外激光刻制的一個微型結構。這個微型結構使得這根光纖的折射率發生周期性的變化，當光沿著光纖傳播時光柵反射很窄的波長范圍的光，其它波長的光通過光柵繼續傳播。
圖1 布拉格(FBG)光柵應變片工作原理
被反射回的波長帶寬的中心波長定義為布拉格光柵的波長。在受應力狀態下，布拉格光柵的波長周期由于光纖的伸長或收縮會增長，這個變化導致布拉格光柵波長的偏移，這個偏移通過光纖解調儀等數據采集系統捕捉并記錄。
圖2 使用相位掩模法制作布拉格光柵。
展開 專家訪談 | 應變片如何重新定義醫療設備的準確性
應變片通過提高精度和可靠性，徹底改變了醫療器械行業。為了了解它們的影響，我們與OEM傳感器工程經理Anjali Mahajan就醫療設備應變片技術進行了交談。她分享了關于這項技術如何推進醫療設備(從可穿戴設備到植入物)以及克服該領域的設計挑戰的見解。
Q：應變片如何提高醫療設備的準確性和可靠性？
A：應變片通過顯著提高醫療設備中力和載荷測量的精度而產生了巨大的變化。例如，在假肢和植入物中，它們測量這些裝置承受的應力或變形。這些數據使我們的客戶能夠改進設計，確保他們能夠承受現實條件。此外，它還有助于及早發現薄弱環節，從而隨著時間的推移使設備更加耐用和可靠。
Q：醫療器械使用的應變片有哪些不同類型，它們有何不同？
A：以下幾種類型，每種類型適合不同的應用。金屬箔應變片因其優異的靈敏度和溫度穩定性而被廣泛應用。半導體應變片非常適合小型設備，因為它們靈敏度高，并且與小型可植入技術配合良好。對于一次性設備，厚膜應變片是更具成本效益的選擇，盡管其靈敏度較低。此外，還有光纖應變片，它非常適用于需要高精度且無電磁干擾的場合。最后，壓電應變片非常適合實時監控動態應變，例如振動。
Q：應變片可以集成到可穿戴醫療設備中用于持續健康監測嗎？
A：是的，當然。健身追蹤器和智能手表等可穿戴設備已經使用應變片來監測健康指標。它們可以跟蹤運動引起的機械應變，使用戶能夠監測身體活動和心率。例如，應變儀可測量心跳或呼吸引起的細微變形，提供心血管和呼吸健康的連續數據。它們還用于跟蹤姿勢或通過實時監控身體壓力來預防褥瘡等問題。
Q：工程師在設計帶應變片的醫療設備時面臨哪些挑戰，以及如何解決這些挑戰？
A：有很多挑戰需要考慮。實現正確的靈敏度和準確性是關鍵，特別是在使用小型設備時。
展開 不可能的任務 | 五天內完成靜態和動態橋梁負載測試
包括電阻和/或光纖應變片、傳感器、數據采集系統和軟件，以及安裝和數據分析服務。
· 混合系統-兩種技術
HBM擁有電阻和光纖(布拉格光柵)兩種測量技術，可根據客戶要求，進行短期，長期測量，負載測試或不間斷監測。
另外，電阻和光纖應變片混合解決方案能滿足大多數應用要求。并可在同一接口上實現，是一種真正混合多種技術的測量系統。
· 久經驗證的應力測量技術
HBM的監控技術和系統可以幫助您早日了解結構機械應力，提前進行規劃維護，從而最大限度地減少中斷時間并最大限度地延長結構的使用壽命。
HBM在應變測量和ESA（實驗應力分析）方面擁有超過 60 年的專業知識和經驗，可提供多種應用案例供參考。
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您還可以通過如下方式聯系我們，了解更多產品與應用詳情：
郵箱：hbmchina@hbm.com.cn
官網：https://www.hbm.com/cn/
電話：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）
展開 測量結果PK | 常規應變片vs埋入式應變片
<p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">電阻應變片技術已經非常成熟，有多種不同的應用，如靜態材料和耐久性測試等。HBM 提供的應變片超過2000種。HBM與法國塑料與復合材料創新產業技術中心IPC合作，基于ISO 527-4標準，對</span><strong style="color: rgb(68, 68, 68);">埋入式應變片</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">（LI66-10/350）與</span><strong style="color: rgb(68, 68, 68);">常規應變片</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">（LY21-6/350）進行了比較研究，試驗在</span> <strong style="color: rgb(68, 68, 68);">增強玻璃纖維</strong> <span style="color: rgb(68, 68, 68);">試件上進行。</span></p><p><br></p><p><br></p><p> <strong style="color: rgb(0, 51, 90);">測試目的</strong> </p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">1. 將應變片埋入到纖維材料中對試樣有影響嗎？</span></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">2. 安裝在表面上的應變片是否會產生與埋入式應變片不同的測量結果？
展開 
光纖應變傳感器用于測量金屬和非金屬復合材料應力應變
管道、儲罐等結構材料在遭受風載荷、地震、滑坡、泥石流等地質災害下會發生大變形或者斷裂破壞，需要借助數值有限單元法對破壞過程進行三維建模、情景還原以及溯源分析，此時要獲取準確有效的結果，金屬材料全程的真應力-真應變是最為基礎和重要的輸入數據。下面工采網小編和大家一起看看如何測量金屬和非金屬復合材料應力應變。
金屬材料測量裝置主要用于各種金屬、非金屬及復合材料進行力學性能指標的測試，精密的自動控制和數據采集系統，實現了數據采集和控制過程的全數字化調整，在拉伸試驗中，檢測材料的最大承載拉力、抗拉強度、伸長變形、延伸率等技術指標；一般在對金屬材料進行應力應變性能測量的過程中，在夾持時金屬材料受力頂部兩側不平衡，使得夾持效果不好，在測量過程中容易移動，導致測量的準確性較差。為了測量的準確性工采網推薦加拿大FISO 光纖應變傳感器 - FOS-N用于金屬和非金屬復合材料應力應變測量。
基于公認的Fabry-Perot干涉技術，FISO的光纖應變傳感器是進行高性能應變測量的好的選擇。FOS-N所基于的產品技術和配套的兼容監控系統，使用戶能在長距離且不影響讀數可靠性的前提下測量應變。它是復合材料工程研究和工業應用，如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結構、船舶和電源變壓器等結構健康監控的理想產品。具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點。
此外FOS-N應變傳感器對任何即將使用的纖維的拉伸和處理都不敏感，若將傳感器嵌入復合材料中，則上述特點可以成為非常有利的優點。可在惡劣的化學環境下正常工作，同時它的結構堅固，使用靈活性高，能夠滿足當前高性能復合材料研究和土建結構監控的要求。
展開 應用在紡織工程織物微應變過程監控的光纖應變傳感器
最后推薦一款應用在紡織工程織物微應變過程監控的光纖傳感器，由工采網從國外引進的高質量光纖應變傳感器 - FOS-N,FOS-N是一種光纖應力傳感器，它是復合材料工程研究和工業應用，如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結構、船舶和電源變壓器等結構健康監控的理想產品。FOS-N應變傳感器具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點。基于公認的Fabry-Perot干涉技術，FISO的光纖應變傳感器是進行高性能應變測量的好的選擇。FOS-N所基于的產品技術和配套的兼容監控系統，使用戶能在長距離且不影響讀數可靠性的前提下測量應變。FOS-N應變傳感器對任何即將使用的纖維的拉伸和處理都不敏感，若將傳感器嵌入復合材料中，則上述特點可以成為非常有利的優點。FOS-N光纖應變傳感器可在惡劣的化學環境下正常工作，同時它的結構堅固，使用靈活性高，能夠滿足當前高性能復合材料研究和土建結構監控的要求。
展開 應變測量基礎 | 箔式應變片——從原理到應用
什么是箔式應變片？
箔式應變片是一種傳感器，測量材料在受力時產生的長度相對變化，即我們常說的應變。這種變形分為兩種：機械部件被拉伸，產生「正應變」；材料被壓縮時，產生「負應變」。應變的大小與方向，與被測材料的彈性特性相關。
箔式應變片的測量原理
箔式應變片用于確定應變的值和方向。這是通過測量柵絲實現的，測量柵絲通常安裝在材料表面上，并通過測量柵絲電阻值的相對變化和靈敏度系數來獲得所施加的應變。當壓縮時，測量柵絲電阻值將減少；拉伸時，電阻值將增加。
為了計算材料應力（實驗應力分析），需要將應變值與材料的物理特性對應，例如材料的楊氏模量（胡克定律）。應變片的應用領域主要是傳感器，包括稱重傳感器、力傳感器、扭矩傳感器和壓力傳感器等。
箔式應變片的主流類型
箔式應變片類型包括直片，應變花，剪切片，全橋片和鏈式片。
直片應變片：用于測量單一方向的應變
應變花：兩個或三個測量柵絲，彼此間夾角為 90° 、45° 和 60° , 用于未知主應力方向的應力分析，扭轉應變等
剪切片：通過測量柵絲的特殊排列，測量扭桿的剪切應力
雙橋片：測量柵絲平行排列，用于彎曲梁的垂直應力測量
全橋片：帶有 4 個測量柵絲，用于拉壓雙向應力和扭轉應力等
鏈式片：多個測量柵絲，等距離排列，進行應變梯度測量
HBK箔式應變片
HBK是全球箔式應變片設計和制造專家。我們的箔式應變片通常用于實驗應力分析、耐久性測試和傳感器制造領域，并具有優秀的精度。
展開 應變測量基礎 | 什么是箔式應變片
什么是箔式應變片？
箔式應變片是一種傳感器，用于測量由于施加的力引起的材料長度的相對變化（應變）。這種變形可以為壓縮或拉伸，并且受被測材料的彈性影響極大。正應變指的是機械部件被拉伸，而負應變則為材料被壓縮。
箔式應變片測量原理
箔式應變片用于確定應變的值和方向。這是通過測量柵絲實現的，測量柵絲通常安裝在材料表面上，并通過測量柵絲電阻值的相對變化和靈敏度系數來獲得所施加的應變。當壓縮時，測量柵絲電阻值將減少，拉伸時，電阻值將增加。為了計算材料應力（實驗應力分析），需要將應變值與材料的物理特性對應，例如材料的楊氏模量（胡克定律）。應變片的應用領域主要是傳感器，包括稱重傳感器、力傳感器、扭矩傳感器和壓力傳感器等。
箔式應變片類型包括直片，應變花，剪切片，全橋片和鏈式片。
直片應變片用于測量單一方向的應變
應變花兩個或三個測量柵絲，彼此間夾角為 90° 、45° 和 60° , 用于未知主應力方向的應力分析，扭轉應變等
剪切片通過測量柵絲的特殊排列，測量扭桿的剪切應力
雙橋片測量柵絲平行排列，用于彎曲梁的垂直應力測量
全橋片帶有 4 個測量柵絲，用于拉壓雙向應力和扭轉應力等
鏈式片多個測量柵絲，等距離排列，進行應變梯度測量
HBK箔式應變片
HBK是制造和供應測量儀器的專家，產品廣泛適用于各種應用場景。我們的箔式應變片常用于實驗應力分析、耐久性測試和傳感器制造，在應變分析領域提供高精度。如果您想了解更多關于我們應力分析測量組件的信息，請隨時與我們聯系。
展開 測量力的三種方法| 應變片、應變傳感器、力墊圈測量的優缺點
</p><p><br></p><p>對于應變力傳感器來說，即使在現場安裝后，也可以很容易地再現校準過程中確定的特性曲線，即施加的力和輸出信號比。力傳感器必須安裝在力傳遞流中，并且沒有任何分力，這是先決條件。并且必須確保完整的力傳遞流通過傳感器進行測量。這意味著力傳感器的特性，例如硬度和動態性能，這將影響整體設計。另外，大量程的傳感器具有更大的結構。</p><p><br></p><p><strong>力測量</strong>可以通過結構的變形來進行測量，可以采用以下<strong>三種方法</strong>：</p><ul><li>安裝應變片</li><li>利用應變傳感器，其有時候內置了電路</li><li>利用力墊圈，其基于應變或壓電技術</li></ul><p><br></p><p>這些方法的<strong>劣勢和優勢</strong>總結如下：</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddq4siaMfxNgdfkrjNqWNYC4ric7cnnYsZWIBhoibQSe9XpjvYbTYP3hWYzmS9PCs7IstlS13hn1hpVNQ/640?wx_fmt=jpeg&from=appmsg"></p><p><br></p><h2><strong>1. 采用應變片測量</strong></h2><p>安裝應變片實際上對被測物體的結構沒有任何影響。結構的硬度和動態特性將會保持不變。在對花絲結構測試時，應變片具有非常明顯的優勢，因為其變形時，只需要非常小的力。安裝時需要使用<strong>全橋應變片</strong>，并且需要選擇能夠補償寄生負載（例如，彎矩或扭矩）的應變片。此外，需要測量這些影響。
展開 如何配置和安裝光纖傳感器陣列
而對于其他應變傳感器，可通過以下方式進行溫度補償，例如：</p><ul><li>在應變傳感器相同的溫度下放置溫度傳感器：在應變傳感器的相同位置上進行溫度測量，通過傳感器的熱交叉靈敏度（如數據和校準表上所述）和基材的熱膨脹，進行應變測量校正。</li><li>光纖補償元件：對于某些應變傳感器，可以使用專用溫度補償 FBG 傳感器進行溫度補償。</li><li>使用另外僅由測量溫度引起應變的光纖應變片，用于相同的材料且相同的溫度條件下，對溫度引起的應變進行補償。</li><li>將相同的應變片安裝在試樣另一面，將產生應變值相同的不同信號：傳感器在這種推拉結構下工作時，則可消除溫度產生的應變。</li></ul><p>陣列所需的傳感器數量應考慮上述選項。</p><p><br></p><p><strong>2.波長選擇</strong></p><p>傳感器之間的布拉格波長距離定義了兩個傳感器的最大測量范圍，因為如果信號重疊，測量將受到影響。每個傳感器的使用波長范圍取決于其測量范圍，溫度工作范圍，以及傳感器靈敏度、傳感器交叉靈敏度和材料熱膨脹引起的熱感應波長偏移。</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/0dOps7rIddptlaNrJMgdfvPiaHicW5zQB6mZn1vhJZ3HnpI7f05wXeFtGCickTN5mMhD8IecFIDrQydvz8UEZrX1Q/640?
展開 網絡研討會 | 應變測量基礎——小應變大學問
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會議內容
應變分為機械應變（外力引起）、熱應變（溫度變化引起）和殘余應變（加工過程引起）。應變測量結果反映材料局部相對變形，是評估結構安全性與材料性能的核心指標。
應變測量的意義與價值：
安全性驗證：防止結構失效或災難性事故。
產品優化：識別應力集中區域，指導結構輕量化與改進設計。
實驗數據支撐：為仿真建模提供真實邊界條件與驗證數據。
質量與可靠性保證：用于產品驗證測試（DV/PV）、型式認證。
研發創新基礎：新材料、新工藝或新結構的性能評估。
結構健康檢測：建筑、道路、橋梁、水壩、管道、容器、隧道、軌交、風電、航空航天等領域，實時監測結構變形，預警異常，保障工程安全穩定。
本次研討會力求理論與實踐相結合，以通俗易懂的方式講述應變測量基礎知識，幫助初學者快速入門，為有經驗的從業者提供新的思路與參考，共同推動應變測量技術在測試、研發及工程監測中的深入應用與創新。
內容概要：
應力應變基礎
金屬箔片式應變片，光纖應變片，半導體應變片
應變片發展史
應變片的結構及特點
應變片的選型
讀懂應變片技術參數表
會議時間
2025年11月12日（周三）14:00-15:00
會議對象
從事測試測量特別是應變測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；大中專院校相關專業師生。
展開 
知識分享 | 應變片是如何工作的？
wx_fmt=png"></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">△R=應變引起的應變片電阻變化</span></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">R0=應變片的標稱電阻</span></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">k=應變片的應變系數 (SG靈敏度)</span></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">E=待測應變</span></p><p><br></p><p> <strong style="color: rgb(0, 51, 90);">應變片之間的區別</strong> </p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">應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性。</span></p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/0dOps7rIddpSvWzSqKplA9PPlnE9OA5Y1fk5CvoEjmYcHyMgYVVe81vPrayyicRsm3O8MGt7NhVpRnObTn9zU7Q/640?wx_fmt=jpeg"></p><p><br></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">我們提供超過2500種不同類型的應變片。可根據應用選擇不同的類型。
展開 光纖應變傳感器在土木工程結構監測中的應用解決方案
其基本原理和應用特點是在土木工程結構中(或在其表面)埋入(或粘貼)光纖傳感器,通過分析光的傳輸特性,如光強、相位和波長等,就可獲得光纖周圍材料的應力、壓強、電場、磁場密度溫度、化學成分、x射線和V射線等量的變化,從而實現對土木工程結構的健康狀態參數和安全可靠性進行實時、在線動態監測與控制,為人工智能和神經網絡技術在土木工程中的應用奠定了堅實的物質基礎。
光纖傳感技術之所以適用于土木工程,主要是基于它與傳統的電測傳感器相比,具有如下的優越性能耐腐蝕、耐久性好;體積小、重量輕、結構簡單，埋入土木工程結構對基體材料幾乎沒有影響;能避免電磁場的干擾,電絕緣性好;信號可多路傳輸,便于與計算機連接,易于實現分布式測量;單位長度上信號衰減小,傳輸距離可以很長;靈敏度與精度高;頻帶寬;信噪比高等。工采網提供的加拿大FISO 光纖應變傳感器 光纖傳感器 - SFO-W主要針對土木工程應用，如水壩、橋梁、隧道和其他結構的監控。
如今，制造商、土木建筑設計者和研發工程師們可能需要通過監控土木結構的性能來改善結構技術。在一段時間內監控特定的性能將幫助提高結構的安全性和耐久性。通過合理地在結構中布局SFO-W光纖應變傳感器，用戶可以獲得傳感器提供的關于施工中和完工后的建筑物、橋梁、隧道襯砌及支承結構應變的精確改變信息。使用SFO-W光纖應變傳感器可以在最具挑戰的環境中對目標展開全面的應力/應變分析。
SFO-W光纖應變傳感器由一個焊在鋼片上直徑較小的不銹鋼管構成，適合點焊在不銹鋼表面。具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點。另一方面SFO-W光纖應變傳感器的具備滿量程0.01%的靈敏度和精度，同時它的測量上限達2000 μ 。此傳感器主要基于突破光纖傳感的獨特光纖應變傳感器技術。
展開 10 TIPS | 讓應變片安裝更快速高效
當您需要測量物體上的應變時，通常需要在短時間內完成的。如果應變片安裝不當，您可能會得到錯誤的測量結果，這可能會導致您花費更多時間糾正這些錯誤。
今天，我們來分享10個Tips，幫助您更快速、高效地安裝應變片：
TIP 1 - 合適的準備是一切的開始
為了順利進行測試，需要尋找一個干凈的工作空間，并提前收集安裝所需的所有材料。
TIP 2 - 準備好應變片的安裝表面
最重要的步驟是準備好應變片的安裝表面。
首先，先去除該區域的油污，再用砂布、手持式砂光機或噴砂機打磨。需要使用新的干凈砂紙或新的噴砂。
TIP 3 - 清潔打磨過的表面
清潔劑，如HBM RMS1噴霧，可清除表面的污垢、油脂和其他雜質。
在擦拭該區域時，務必使用干凈無絨布的墊子。
TIP 4 - 用圓珠筆標注好測量點
安裝表面準備好后，用圓珠筆標出測量點。筆跡不僅標記了應變片的位置，而且不會產生使用劃線器時出現的尖銳毛刺，這會損壞應變片。
TIP 5 - 一步到位地準備測量點
無論您計劃安裝多少個應變片，通過一步到位地準備測量點，來節省時間。
在安裝應變片之前，保護經過打磨和清潔的表面免受氧化至關重要。使用無硅、無殘留的可拆卸膠帶，如HBM的1-Klebeband。
TIP 6 - 使用預接線應變片
我們建議您只使用預接線應變片，這樣您就不必進行焊接。這也避免了從該區域去除殘余焊錫的需要。
TIP 7 - 選擇正確的粘合劑
有許多類型的粘合劑可用于連接應變片，選擇正確的粘合劑。
展開 光纖應變傳感器在轉動軸扭距測量裝置中的應用解決方案
為了增加在軸振動時的測量精度工采網推薦使用加拿大FISO 光纖應變傳感器 - FOS-N。
加拿大FISO 光纖應變傳感器 - FOS-N是一種光纖應力傳感器，具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點是復合材料工程研究和工業應用如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結構、船舶和電源變壓器等結構健康監控的理想產品。
基于公認的Fabry-Perot干涉技術，FISO的光纖應變傳感器是進行高性能應變測量的好的選擇。FOS-N所基于的產品技術和配套的兼容監控系統，使用戶能在長距離且不影響讀數可靠性的前提下測量應變。
另一方面FOS-N應變傳感器對任何即將使用的纖維的拉伸和處理都不敏感，若將傳感器嵌入復合材料中，則上述特點可以成為非常有利的優點。其次FOS-N光纖應變傳感器可在惡劣的化學環境下正常工作，同時它的結構堅固，使用靈活性高，能夠滿足當前高性能復合材料研究和土建結構監控的要求。
FOS-N光纖應變傳感器主要特點
? 不受 EMI/RFI/雷電影響
? 本質安全
? 靜態/動態響應
? 分辨率0.01%FS
? 不受線纜彎曲的干擾
? 遠距離信號傳輸
? 工程單位中的Absolute測量
FOS-N光纖應變傳感器應用
? 扭矩測量
? 新材料研發
? 船舶，電力變壓器
? 核電站
? 結構健康監控
? 腐蝕性環境
? 高EMI/RFI環境
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