應(yīng)變片
?應(yīng)變片是一種由敏感柵等構(gòu)成用于測(cè)量應(yīng)變的元件。電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。
介紹
半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成的，其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。
應(yīng)變片是由敏感柵等構(gòu)成用于測(cè)量應(yīng)變的元件，使用時(shí)將其牢固地粘貼在構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)上，構(gòu)件受力后由于測(cè)點(diǎn)發(fā)生應(yīng)變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發(fā)生變化，再由專用儀器測(cè)得其電阻變化大小，并轉(zhuǎn)換為測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值。
金屬電阻應(yīng)變片品種繁多，形式多樣，常見的有絲式電阻應(yīng)變片和箔式電阻應(yīng)變片。
箔式電阻應(yīng)變片是一種基于應(yīng)變——電阻效應(yīng)制成的，用金屬箔作為敏感柵的，能把被測(cè)試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。
光學(xué)應(yīng)變片
光學(xué)應(yīng)變計(jì)一般采用不超過4-9微米直徑的布拉格光柵玻璃纖維制造。一般來說,人的頭發(fā)直徑為60-80微米.纖維芯被直徑大約125微米的純玻璃覆蓋層所包圍。
基于布拉格光柵的應(yīng)變片有以下優(yōu)勢(shì)：
1.對(duì)電磁場(chǎng)不敏感
2.可以用于可能爆炸的環(huán)境
3.高震動(dòng)負(fù)載情況下，材料（玻璃）不會(huì)產(chǎn)生故障
4.可以測(cè)量更大的應(yīng)變，一般電阻應(yīng)變片的最大應(yīng)變?yōu)閿?shù)百微應(yīng)變，而光學(xué)應(yīng)變片的可測(cè)量的最大應(yīng)變?yōu)?000微應(yīng)變
5.更少的連接線，因此會(huì)對(duì)測(cè)試物體產(chǎn)生更少的干擾
6.互連需要大量的傳感器，不同的布拉格波長(zhǎng)可以集成在一個(gè)光纖中。
原理
應(yīng)變片很好地利用了導(dǎo)體的物理特性和幾何特性。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體在其彈性極限內(nèi)受外力拉伸時(shí)，其不會(huì)被拉斷或產(chǎn)生永久變形而會(huì)變窄變長(zhǎng)，這種形變導(dǎo)致了其端電阻變大。相反，當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體被壓縮后會(huì)變寬變短，這種形變導(dǎo)致了其端電阻變小。通過測(cè)量應(yīng)變片的電阻，其覆蓋區(qū)域的應(yīng)變就可以演算出來。應(yīng)變片的敏感柵是一條窄導(dǎo)體條曲折排列成的一組平行導(dǎo)線，這樣的布置方式可將基線方向的微小變形累積起來以形成一個(gè)較大的電阻變化量累計(jì)值。應(yīng)變片的測(cè)量對(duì)象只有其所覆蓋區(qū)域的變形量，足夠小的應(yīng)變片可在諸如有限元式的應(yīng)力分析當(dāng)中使用。它被廣泛應(yīng)用于材料的疲勞測(cè)試研究當(dāng)中。
構(gòu)造
應(yīng)變片有很多種類。一般的應(yīng)變片是在稱為基底的塑料薄膜（15-16μm）上貼上由薄金屬箔材制成的敏感柵（3-6μm），然后再?gòu)?fù)蓋上一層薄膜做成迭層構(gòu)造。
分類
按材料分：金屬式體型——絲式、箔式、薄膜型；
半導(dǎo)體式體型——薄膜型、擴(kuò)散型、外延型、PN結(jié)型按結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)纹㈦p片、特殊形狀按使用環(huán)境：高溫、低溫、高壓、磁場(chǎng)、水下；
主要特點(diǎn)：
1、部分應(yīng)變片具有自動(dòng)補(bǔ)償功能，不需要補(bǔ)償片，自身就能抑制應(yīng)變溫度漂移的功能。
2、產(chǎn)品品種多、可以給客戶在不同的測(cè)量場(chǎng)合，提供完善應(yīng)變測(cè)量選擇，主要有：普通、低溫、高溫、超高溫防水、復(fù)合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半導(dǎo)體、測(cè)殘余應(yīng)力、等非常完善的產(chǎn)品規(guī)格和型號(hào)。
3、測(cè)量溫度范圍廣：-269℃-800℃
4、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，產(chǎn)品測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定。
5、產(chǎn)品的測(cè)量形狀多樣，可以測(cè)量多種力學(xué)信號(hào)，如：測(cè)量扭矩、剪切應(yīng)力、集中應(yīng)力、等等。
應(yīng)用
傳感器的定義：
應(yīng)變片
電阻應(yīng)變式稱重測(cè)力傳感器
稱重傳感器的定義：
一種已考慮到使用當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣群?/span>空氣浮力影響的用來測(cè)量質(zhì)量的傳感器。稱重傳感器能把被測(cè)質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。有各種各樣的稱重傳感器，例如電容式稱重傳感器；電磁平衡式傳感器，有壓電式稱重傳感器等等。
電阻應(yīng)變片：
機(jī)構(gòu)：
應(yīng)變片
應(yīng)變片
2、金屬絲式應(yīng)變片
一種基于應(yīng)變——電阻效應(yīng)制成的，用金屬絲作為敏感柵的，能把被測(cè)試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件稱為金屬絲電阻應(yīng)變片。
3、半導(dǎo)體應(yīng)變片
半導(dǎo)體應(yīng)變片在受到應(yīng)力作用時(shí)，其電阻會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，因此可制作測(cè)力傳感器，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)衡器及力、速度等的測(cè)量。
工作原理：
R=ρl/S當(dāng)它軸向力而被拉伸或壓縮后，長(zhǎng)度l橫切面S和電阻率ρ都會(huì)發(fā)生變化.
應(yīng)用：
應(yīng)變片主要應(yīng)用于傳感器。振動(dòng)時(shí)效效果取決于振型的選擇。為確保準(zhǔn)確地消除或降低工件關(guān)鍵部位的殘余應(yīng)力，防止焊接、切割、鑄造、鍛壓、機(jī)加工件變形與開裂。
