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电阻应变片的结构

电阻应变片的结构

常用的电阻应变片有金属应变片和半导体应变片两种。金属应变片分为体型和薄膜型。半导体应变片常见的有体型、薄膜型、扩散型、外延型、PN结及其他形式。图2—2所示为工程常见的应变片实物。

电阻应变片的典型结构如图2—3所示。它由敏感栅、基底、覆盖层和引线等部分组成。敏感栅由弯曲成栅状直径约为0.01mm~0.05mm高电阻率的细丝组成;基底的作用应能保证将构件上的应变准确地传递到敏感栅上去,因此必须做得很薄,一般为0.03mm~0.06mm。用电阻应变片测量时,应将其贴在被测对象表面上。当被测对象受力变形时,应变片的敏感栅也随之变形,其电阻值会发生相应变化,并通过转换电路转换为电压或电流的变化来进行测量。

1.敏感栅

敏感栅用于感受应变,并将应变转换为电阻的变化。敏感栅有丝式、箔式和薄膜式三种。无论哪种形式的电阻丝应变片,对敏感栅的金属材料都有以下基本要求:

(1)应变灵敏系数大,并在所测应变范围内保持为常数。(2)电阻率高而稳定,以便于制造较小栅长的应变片。(3)电阻温度系数要小。

(4)抗氧化能力强,耐腐蚀性能强。

(5)在工作温度范围内能保持足够的抗拉强度。(6)加工性能良好,易于拉制成丝或轧压成箔材。(7)易于焊接,对引线材料的热电动势小。

2.基底

基底用于绝缘及传递应变。一般要求基底能准确地把试件的应变传递给敏感栅,同时基底绝缘性能要好,否则会漏掉应变片微小电信号。基底由薄纸、胶质膜等制成。

3.粘结剂

粘结剂用于敏感栅与基底、基底与试件、基底与覆盖层之间的粘结。使用金属应变片时,需用粘结剂将应变片基底粘贴在试件表面某个方向和位置上,以便试件受力后将表面应变传递给应变片的基底和敏感栅。

4.覆盖层

覆盖层主要起保护作用,可以防湿、防蚀、防尘。5.引出线

引出线用于连接电阻丝与测量电路,输出电参量,它是从应变片的敏感栅中引出的细金属线。对引出线材料的性能要求为:电阻率低、电阻温度系数小、抗氧化性能好、易于焊接。大多数敏感栅材料都可制作导线。

根据敏感栅材料的不同,可分为金属应变片和半导体应变片两大类。各类电阻应变片的结构形式如图2—4所示。