应变片感应片传感器

电阻应变计是实验应力分析、测试计量技术、自动检测与控制技术以及应变式传感器的关键元件，它广泛应用于各种机械和工程结构强度及寿命的诊断与评估，也用于多种物理量的检测和计量，实现生产过程和科学实验过程的测量与控制。理想状态下，粘贴到试件或弹性体上的电阻应变计只响应所施加机械载荷的变化，不受环境条件的影响。

特点：密封式结构蠕变、温度自补偿,蠕变小、温漂小、精度高、粘接性好、长期稳定性好等优点。使用温度范围宽、粘贴面毛化处理，粘贴容易，适用于精密应力分析和普通精密传感器。

一 产品分类：
FBF系列
酚醛-缩醛基底,康铜箔制成,全密封结构;可温度自补偿;柔韧性好,粘贴方便,性能稳定,用于一般精度传感器（0.05级)和应力分析.

FBA系列
聚酰亚胺基底,康铜箔制成,全密封结构;可温度自补偿;延伸率高,耐湿热性好,电阻绝缘性能好，使用温度范围宽,适用于150℃以内的精密应力分析.

FBZ系列
纸侵缩醛树脂基底,康铜箔制成,基底薄而柔软,使用、粘贴方便，是一般应力分析尤其是复合材料和混凝土结构的常用敏感元
技术指标        FBF系列            FBA系列            FBZ系列 
典型电阻值  60,120,350,650         120,350              120 
对平均电阻值公差 ≤±0.1% 
灵敏系数 2.00-2.20                1.86-2.20           2.00-2.20 
灵敏系数分散 ≤±1% 
应变极限 2.0% 
疲劳寿命 10000000 
温度自补偿代号 9,11,16,23,27  
使用温度范围 -30-+80             -30-+80,-80-+150     -30-+80

 二、应变计的主要参数

1、应变计的电阻值
应变计的电阻是指应变计在室温环境、未经安装且不受力的情况下，测定的电阻值。
应变计电阻值的选定主要根据测量对象和测量仪器的要求。

2、应变计的灵敏系数
应变计的灵敏系数是指：当应变计粘贴在处于单向应力状态的试件表面上，且其纵向(敏感栅纵线方向)与应力方向平行时，应变计的电阻变化率与试件表面贴片处沿应力方向的应变(即沿应变计纵向的应变) 的比值，即式中，K为应变计的灵敏系数；ε为试件表面测点处与应变计敏感栅纵线方向平行的应变；RRΔ为由ε所引起的应变计电阻的相对变化。

应变计的灵敏系数主要取决于敏感栅材料的灵敏系数，但两者又不相等，这主要有两个原因：以丝式应变计为例，由于横栅的存在，使制成敏感栅之后的灵敏系数小于丝材的灵敏系数，差别的大小与敏感栅的结构型式和几何尺寸有关；试件表面的变形是通过基底和粘结剂传递给敏感栅，由于端部过渡区的影响又使应变计的灵敏系数小于敏感栅的灵敏系数，此差数不仅与基底和粘结剂的种类及其厚度有关，还受粘结剂的固化程度以及应变计安装质量的影响。因此，应变计的灵敏系数是受多种因素影响的综合性指标，它不能通过理论计算得到，而是由生产厂家经抽样在专门的设备上进行标定试验来确定的。并于包装上注明其平均名义值和标准误差。常用的应变计灵敏系数为2.0~2.4。

3、应变计的应变极限
应变计的应变极限是指在温度恒定的条件下，对安装有应变计的试件逐渐加载，指示应变与被测构件真实应变的相对误差（通常规定为10%）不超过一定数值时的真实应变值。

4、应变计的疲劳寿命
应变计的疲劳寿命是指：在恒定幅值的交变应力作用下，应变计连续工作，直至产生疲劳损坏时的循环次数。

当应变计出现以下三种情形之一者，即可认为是疲劳损坏：a.敏感栅或引线发生断路；b.应变计输出幅值变化10%；c.应变计输出波形上出现穗状尖峰。
疲劳损坏的原因是，在动态应力测量时，应变计在交变应变的作用下，经过若干循环次数之后，其灵敏系数将随应变循环次数的增加而有所改变。这主要是由于敏感栅的缺陷（栅条上的针孔和裂隙）、内焊点接触电阻的变化、粘结剂强度下降以及应变计安装质量不好等因素所造成。要提高应变计的疲劳寿命，须特别注意引线与敏感栅之间的连接方式和焊点质量。

三、应变计的结构

电阻应变计主要由敏感栅、基底、引出线、覆盖层组成，敏感栅用粘合剂粘在基底和覆盖层之间。

1、敏感栅—用合金丝或合金箔制成的栅。它能将被测构件表面的应变转换为电阻相对变化。目前常用的金属敏感栅材料主要有铜镍合金、镍铬合金、镍钼合金、铁基合金、铂基合金、钯基合金等

2、基底—电阻应变计的一个组成部分。其作用是在应变计被安装到试件上之前，将敏感栅永久地或临时地安置于其上，同时还要使得敏感栅和粘贴应变计的试件之间相互绝缘。常用的基底材料有纸、胶膜(环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺等)、玻璃纤维布、金属薄片等。

3、引线—电阻应变计的引线是从敏感栅引出的丝状或带状金属导线。通常引线是在制造应变计时就和敏感栅连接好而成为应变计的一部分。

 4、盖层—电阻应变计的盖层是用来保护敏感栅使其避免受到机械损伤或防止高温下氧化。常用的是以制作基底的胶膜或浸含有机胶液（例如环氧树脂、酚醛树脂等）的玻璃纤维布作为盖层，也可以在敏感栅上涂敷制片时所用粘结剂作为保护层。盖层的材料包括纸、胶膜及玻璃纤维布等。

四、金属电阻应变片应用与工作原理

电阻应变计有两方面的应用：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性元件构成传感器，用以对任何能转变成弹性元件应变的其它物理量作间接测量。用应变片测量时，将其粘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同变形，其电阻值发生相应变化，通过转换电路转换为电压或电流的变化，从而实现应变的测量。

金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应，即金属丝在受到应力作用时，其电阻随着所发生机械变形(拉伸?蜓顾?)的大小而发生相应的变化。电阻应变效应的理论公式如下:

R=ρ*(L/S)

式中：ρ—电阻率(Ω·mm2/m)L—金属丝的长度(m)S—金属丝的截面积(mm2)

由上式可知，金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中，ρ、L、S三者都要发生变化，从而必然会引起金属丝电阻值的变化。当受外力伸张时，长度增加，截面积减小，电阻值增加;当受压力缩短时，长度减小，截面积增大，电阻值减小。因此，只要能测出电阻值的变化，便可知金属丝的应变情况。这种转换关系为

ΔR/R=Koε

式中:R—金属丝电阻值的变化量;
Ko—金属材料的应变灵敏系数,它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为常数值;
ε—金属材料的轴向应变值,即ε=ΔL/L，因此又称ε为长度应变值,对金属丝而言,其值勤在0.24~0.4之间。

在实际应用中，将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测饥械零件的表面。当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产生应变时，粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形，引起应变片电阻发生相应的变化。这时，电阻应变片便将力学量转换为电阻的变化量输出。

 基底：改性酚醛；栅丝：康铜；全封闭结构；可同时实现温度自补偿和蠕变自补偿。

精度高,稳定性好,使用方便,适用于0.02级传感器。

注: 根据不同客户的需求，我们还可以提供不同类型的温度补偿片。