基本知识

应变计选择方法

发布时间:2017-02-07 23:53:21


在实际应用中,应遵循试验或应用条件(即应用精度、环境条件包括温度,湿度,环境恶劣状况,各类干扰,共模共地问题、试件材料大小尺寸、粘贴面积、曲率半径、安装条件等)为先,试件或弹性体材料状况(材料线膨胀系数、弹性模量、结构、大概受力状况或应力分布状况等)次之的原则,利用上述内容来选用与之匹配为最佳性价比的应变计。下表列出了选择应变计应考虑的内容,仅适用于常规情况,不包括核辐射、强磁场、高离心力等特殊场合

(A)选择应变计的步骤

(1)首先根据应用精度、环境条件选择应变计的系列。

(2)根据试件材料大小尺寸、粘贴面积、曲率半径、安装条件、应变梯度选择敏感栅栅长。

(3)根据应变梯度、应力种类、散热条件、安装空间、应变计电阻等选择敏感栅结构。

(4)根据使用条件、功耗大小、最大允许电压等选择标称电阻。

(5)根据试件材料类型、工作温度范围、应用精度选择温度自补偿系数或弹性模量自补偿系数。

(6)根据弹性体的固有蠕变特性、实际测试的精度、工艺方法、防护胶种类、密封形式等选择蠕变补偿代号。

(7)根据实际需要选择应变计的引线连接方式。

(B)选择应变计的方法

(1)应变计敏感栅长度的选择:

应变计在加载状态下的输出应变是敏感栅区域的平均应变。为了获得真实的测量值,通常应变计的栅长应不大于测量区域半径的1/5~1/10。栅长较长的应变计具有易于粘贴和接线、散热性好等优点,对应变计的性能有一定的改善作用,但应根据实际测量需要进行选择,对于应变场变化不大和一般传感器用途,我们推荐用户选用栅长3~6mm的应变计。如果对非均匀材料(如混凝土、铸铁、铸钢等)进行应变测量,应选择栅长不小于材料的不均匀颗粒尺寸的应变计,以便比较真实地反映结构内的平均应变。对于应变梯度大的应变测量,应尽量选用敏感栅长度较小的应变计。

(2)应变计敏感栅材料和基底材料的选择:

60℃以内、长时间、最大应变量在1000μm/m以下的应变测量,一般选用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛或聚酰亚胺为基底的应变计(BE 、ZF 、BA 及日用衡器类应变计系列);150 ℃以内的应变测量,一般选用以康铜、卡玛合金箔为敏感栅、聚酰亚胺为基底的应变计(BA 系列);60 ℃以内高精度传感器常用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛为基底的应变计(BF 、ZF 系列)。

(3)应变计敏感栅结构型式的选择:

测量未知主应力方向试件的应变或测量剪应变时选用多轴应变计,前者可用三轴互相夹角为45°,或60°,或120°等的应变计,后者用夹角为90°的二轴应变计;测量已知主应力方向试件的应变时,可选用单轴应变计;用于压力传感器的应变计可选用圆形敏感栅的多轴应变计;测量应力分布时,可选用排列成串或成行的5~10个敏感栅的多轴应变计。
应变计电阻多轴应变计;测量应力分布时,可选用排列成串或成行的5~10个敏感栅的多轴应变计。

(4)栅间距的选择

我公司生产的双轴应变计的栅间距一般有L6= 6.0, L68=6.8, L7=7.0, L8=8.0,L0=10.5,L2=12.0,L4=14.0等,用户可根据需要自由选择不同栅间距的应变计。

(5)应变计电阻的选择

应变计电阻的选择应根据应变计的散热面积、导线电阻的影响、信噪比、功耗大小来选择。对于传感器一般推荐选用350Ω、1000Ω电阻的应变计。对于应力分布试验、应力测试、静态应变测量等,应尽量选用与仪器相匹配的阻值,一般推荐选用120Ω、350Ω的应变计。

(6)极限工作温度的选择

此温度表示应变计的极限工作温度,在极限工作温度不高于℃时,一般在我们的产品命名中将省略此项。

(7)温度及弹性模量自补偿系数的选择

应变计温度及弹性模量自补偿系数的选择可参照温度自补偿功能及弹性模量自补偿功能中所述来进行选择。

(8)蠕变标号的选择

应变计型号中N※、T※为蠕变标号,标号不同,蠕变值不同,其规律是:相邻标号之间实际蠕变值相差0.01~0.015%FS/30min。用户在选择应变计蠕变标号时可参照蠕变自补偿功能中所述的选用方法

(9)接线方式的选择

我公司生产的电阻应变计有多种接线方式,分为:

①标准引线方式,BQ、BA、BB、ZF、ZCF、ZFF系列和结构形式为KA、BA、CA、BC、CB、CC、FD、AA-W、HA-W的应变计接线方式为圆柱状引线;BE、BF、BCF、BFF、RNF、RBF系列应变计接线方式为带状引线。引线长度除HA系列的带状引线为25±2mm,其余均为30±3mm。

②带状引线方式,HA系列的引线长度为25mm和其余应变计引线长度为30mm时,型号中不必体现引线,除此以外,必须注明引线长度。

③其它引线方式,如漆包线、高温导线等。


(C)常用应变计参数选择时考虑的内容

进行应变测量或制造传感器时都必须根据实际情况选择应变计。如下表列出了选择应变计参数应考虑的内容,仅适用于常规情况,不包括核辐射、强磁场、高离心力等特殊场合。

选择步骤选择参数考虑内容
1栅长1.应变梯度;2.最大应变面积;3.所需精度;4.静态应变稳定性;
5.最大应变值;6.交替安装循环次数;7.散热;8.安装方便
2敏感栅的结构形状1.应变梯度;2.应力维数;3.散热条件;4.安装空间5.有否合适的应变计电阻;6.蠕变
3应变计系列1.应变测量类型(静态、动态、野外等);2.工作温度;3.测试周期;4.应变循环次数;5.所需精度;6.安装方便
4应变计电阻1.散热;2.导线电阻的影响;3.信噪比
5温度自补偿系数或1.试件材料;2.工作温度范围;3.所需精度
弹性模量自补偿系数
6蠕变补偿代号1.弹性体固有蠕变;2.防护胶;3.密封形式;4.工艺方法;5.所需精度