電阻應變計的種類很多,分類方法也很多。根據允許工作溫度范圍,可分為常溫、中溫、高溫和低溫應變計。
1) 350oC以上的高溫應變計;
2) 中溫應變計60~350oC;
3) 常溫應變計-30~60oC;
4) 低于-30oC的低溫應變計。
按基材分為紙基、膠膜基(縮醛基、酚醛基、環氧基、聚酯基、聚酰亞胺基等)、玻璃纖維增強基、金屬基、臨時基。
按安裝方式可分為粘貼式、焊接式和噴涂式。
根據敏感柵材料,可分為三類:金屬、半導體和金屬或金屬氧化物漿料:
1) 金屬應變計包括線(線繞、短路)應變計、箔式應變計和薄膜式應變計;
2) 半導體應變計包括體半導體應變計、擴散半導體應變計和薄膜半導體應變計;
3) 金屬或金屬氧化物漿料主要用于制作厚膜應變計。
下面介紹幾種常用的電阻應變計
鋼絲應變計
線應變計靈敏柵一般采用直徑為0.01~0.05mm的銅鎳合金或鎳鉻合金線制成。可分為繞線式和短路式。繞線式應變計由一根金屬線繞制而成(見圖2-3)。短路應變計是將幾根金屬絲按一定間距平行擰緊,然后按網格長度水平焊接粗鍍銀銅絲,然后交替切割銅絲而成。
1.線繞應變計
線繞應變計具有較高的疲勞壽命和應變極限,可作為傳感器動態測試的應變轉換元件。線繞應變計采用紙基和紙蓋,具有成本低、安裝方便的優點。但是,由于該應變片靈敏柵的橫向部分為圓弧,橫向效應大,測量精度差,且末端圓弧部分難以加工,形狀不易保證一致,使應變片的性能分散。因此,在常溫應變測量中,它逐漸被其他器件所取代。
2.短路應變計
還有紙基和橡膠基短路應變計。短路應變片的橫向效應系數很小(<0.1%),這是短路應變片的最大優點。另外,敏感柵的形狀在制造過程中易于保證,因此測量精度高。然而,由于其焊點較多,且焊點處截面變化劇烈,該應變計的疲勞壽命較短。
3.金屬箔應變計
箔式應變計敏感柵片采用銅鎳合金或鎳鉻合金金屬箔制成,厚度為0.002~0.005 mm,經雕刻、制版、光刻、腐蝕等工藝制成。基材是通過在箔的另一側涂覆樹脂膠并加熱聚合而成。基板的厚度一般為0.03~0.05mm。
與線繞應變計相比,箔式應變計具有以下優點:
1.敏感網格非常薄,箔材與膠層的接觸面積大于導線,粘貼牢固,有利于變形傳遞。因此,它感覺到的應變狀態更接近試件表面的應變狀態,測量精度高;
2.敏感網格薄而寬。在截面積相同的情況下,箔柵的比表面積比線柵大,散熱性好。因此,允許通過大電流,輸出強信號,提高測量靈敏度;
3、敏感柵的橫向端部為寬柵條,橫向效應小;
4、箔片尺寸準確,線條均勻,靈敏度系數小,色散小;
5.箔式應變計蠕變小,疲勞壽命長;
6.加工性能好,可制成各種形狀和尺寸的應變片,特別是小網格長度或特殊靈敏網格圖案的應變片;
7.生產過程自動化,批量生產,生產效率高。
由于上述優點,箔式應變計已廣泛應用于各種測量領域。在室溫應變測量中,有取代線繞應變計的趨勢。
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