应变片是根据应变效应而制成的传感元件，由敏感栅等构成，用于测量应变。使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。

 

中文名	外文名	现象	制成
应变片	strain gauge	应变效应	半导体材料

 

目录

 

应变片的概述

应变片的分类

应变片的原理

应变片的应用

应变片测量优缺点

应变片的选型

应变片的粘贴步骤

 

 

 

应变片的概述：

应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。

 

应变片的分类：

2.1.按材料分： 金属式体型——丝式、箔式、薄膜型、半导体式体型、薄膜型、扩散型、 外延型、PN结型等。

2.2.按结构分：单片、双片、特殊形状 按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下;

 

应变片的原理：

金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：

式中：ρ——金属导体的电阻率(Ω。cm2/m )

S ——导体的截面积(cm2 )

L ——导体的长度(m )

我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变。

假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化(通常是测量电阻两端的电压)，即可获得应变金属丝的应变情。

 

应变片的应用：

应变片主要应用于传感器。振动时效效果取决于振型的选择。为确保准确地消除或降低工件关键部位的残余应力，防止焊接、切割、铸造、锻压、机加工件变形与开裂。Sigmar开发出多种常规时效设备，可为用户提供科学的工艺振型分析、方便的设备操作功能，以便定性地保证时效工艺效果……它们可分为分为4个系列16个规格。 称重传感器的定义：

一种已考虑到使用当地的重力加速度和空气浮力影响的用来测量质量的传感器。称重传感器能把被测质量转换成电压信号。有各种各样的称重传感器，例电容式称重传感器；电磁平衡式传感器，有压电式称重传感器等等。

 

 

应变片测量优缺点：

5.1.测量灵敏度和精度高。其最小应变读数为1με（微应变，1με=1×10-6ε）在常温测量时精度可达1~2%。

5.2.测量范围广。可测1~20000με。

5.3.频率响应好。可以测量从静态到数十万赫的动态应变。

5.4.应变片尺寸小，重量轻。最小的应变片栅长可短到0.1毫米，安装方便，不会影响构件的应力状态。

5.5.测量过程中输出电信号，可制成各种传感器。

5.6.可在各种复杂环境下测量。如高、低温、高速旋转、强磁场等环境测量。

虽然应变测量具有上述优点，但同样也有缺点：

5.6.1只能测量构件的表面应变，而不能测构件的内部应变。

5.6.2一个应变片只能测构件表面一个点沿某个方向的应变，而不能进行全域性测量。

 

应变片的选型：

实际应用时，选择应变片应从测试环境、应变的性质、应变变化梯度、粘贴空间、曲率半径、测量精度和应变片自身特点等方面去加以考虑。测试的环境主要考虑温度、温度和电磁场等。应变的性质分为静应变和动应变，静态应变测量选择横向效应较小的应变片；动态应变测量选择疲劳寿命强的应变片。对于应变场均匀变化的被测对象，对应变片栅长没有特殊要求，可选栅长长的应变片，易于粘贴；对于应变梯度变化大的测点，可选用栅长较小的应变片。可用的粘贴空间也影响着应变片的选择，特别是窄小空间宜选用栅长小的应变片。选择的应变片应无气泡、霉斑、锈点等缺陷，阻值在120±2Ω以内，具有自补偿的应变片。应变片的热膨胀系数如6 页表中所示，可以从中选择适用于被测物的自补偿应变片。

根据被测对象的不同选择不同的应变片。用于混凝土应变测试的应变片要求敏感栅长度较长，如线型片敏感栅长度宜用60、70、80、120mm；箔式片的敏感栅长度宜用10、20、30mm。用于复合材料强度测试的箔式应变片敏感栅长度宜选用2、5mm。用于印刷电路板测试的箔式应变片栅长度宜选用0.2、1mm。木材、玻璃的应变测量宜选用栅长为5mm的应变片。一般金属、丙烯的应变测量宜选用栅长为1~6mm的应变片。应力集中测试宜用栅长为0.15~2mm的单或双轴5片型应变片。空间较窄的应变片测量和碰撞应力等快速状态下的应变片测量宜选用栅长为0.12~1mm的应变片。还有专门用于测量残余应力、大变形和测量螺栓轴力的专用应变片。

单枚应变片一般用于测量单轴应变，应变花用于测量平面应力状态。材料泊松比的测量宜选用正交的双轴应变花。应力分析宜选用0/90/45度的三轴应变花。二轴90 应变花用于主应力方向已知的场合，三轴和四轴应变花则用于主应力方向未知的场合。60Ω的应变片常用于弯曲校正（两枚应变片位于同一桥臂上），120Ω的应变片用于一般应力测量，350~1000Ω的应变片用于制作应变型传感器。

 

应变片的粘贴步骤：

7.1.选择应变片

7.2.除锈，保护膜

7.3.确定粘贴位置

7.4.对粘贴面的脱脂和清洁

7.5.图粘贴剂

7.6.粘贴

7.7.加压