電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)示例
四、實驗步驟
一、實驗?zāi)康?/b>
1.了解電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)、規(guī)格、用途等。
2.學(xué)會設(shè)計布片方案。
3.掌握選片、打磨、粘貼、接線、固定、防護(hù)等操作工藝和技術(shù)。
二、實驗設(shè)備及器材
1.便攜式超級應(yīng)變儀。
2.QJ23型電橋。
3.試件、應(yīng)變片、砂布、鑷子、丙酮、藥棉、502膠水、玻璃紙等。
4.試件見圖1-5。
三、實驗原理
應(yīng)變片的構(gòu)造很簡單。把一條很細(xì)具有高電阻率的金屬絲，在制片機(jī)上排繞后，用膠水粘在兩片薄紙之間，再焊上較粗的引出線，就成了早期常用的絲繞式應(yīng)變片。應(yīng)變片一般由敏感柵（即金屬絲）、粘結(jié)劑、基底、引線及覆蓋層五部分組成。如將應(yīng)變片固定在被測構(gòu)件表面上，金屬絲隨構(gòu)件一起變形，其電阻值也隨之發(fā)生變化，而且，這電阻變化與構(gòu)件應(yīng)變有確定的線性關(guān)系。應(yīng)變片已有多種類型，若按敏感柵所用材料來分，有絲繞式應(yīng)變片、箔式應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。前兩種的敏感柵是以金屬絲或箔制成，可統(tǒng)稱為金屬式應(yīng)變片，工作原理是基于金屬絲的電阻應(yīng)變效應(yīng)；半導(dǎo)體應(yīng)變片則是一類較新品種，具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。
無論何類應(yīng)變片，其構(gòu)成不外基底、敏感柵和引線三大部分。引線是從敏感柵到測量導(dǎo)線之間的過渡部分，用以將敏感柵接入測量電路。基底用來保持敏感柵及其與引線接頭部的幾何形狀，在應(yīng)變片安裝以后，由它將構(gòu)件變形傳遞給敏感柵，并在金屬構(gòu)件與敏感柵之間起絕緣作用。
目前常見的電阻片有以下幾種：
（1）絲繞式 用電阻絲盤繞電阻片稱為絲繞式電阻片（見圖1-1和圖1-2a），目前廣泛使用的有半圓彎頭平繞式，這種電阻片多用紙底和紙蓋，價格低廉，適于實驗室廣泛使用，缺點(diǎn)是精度較差，橫肉向效應(yīng)系數(shù)較大。
（2）短接式 這種電阻片的制作比較容易，在一排拉直的電阻絲之間，在預(yù)定的標(biāo)距上用較粗的導(dǎo)線相間地造成短路，這種電阻片有用紙底的，也有用膠底的（見圖1-2b）。短路接式電阻片的優(yōu)點(diǎn)是幾何形狀比容易于保證，而且橫向效應(yīng)系數(shù)近于零。
（3）箔式電阻片 它是在合金箔（康銅箔或鎳鉻箔）的一面涂膠形成膠底，然后在箔面上用照相腐蝕成形法制成的(見圖1-2c)，所以幾何形狀和尺寸非常精密，而且由于電阻絲部分是平而薄的矩形截面，所以粘貼牢固，絲的散熱性能好，橫向效應(yīng)系數(shù)也較低，
和絲繞式應(yīng)變片相比，箔式片有下列優(yōu)點(diǎn)：
a.隨著光刻技術(shù)的發(fā)展，箔式片能保證尺寸準(zhǔn)確、線條均勻，故靈敏系數(shù)分散性小。尤其突出的是能制成柵長很小（如0.2mm）或敏感柵圖案特殊的應(yīng)變片。
b.箔式片柵絲截面為矩形，故柵絲周表面積大，因而散熱性好。這樣，在相同截面積下，允許通過的電流較絲繞式片的大（φ 0.025mm的康銅比繞式應(yīng)變片允許電流以約35Ma，箔式片可大幾倍），使測量電路有輸出較大信號的可能。另外，表面積大使附著力增加，有利于變形傳遞，因而增加了測量的準(zhǔn)確性。
c.箔式片敏感柵橫向部分的線條寬度比縱向部分的大得多，因而單位長度的電阻（ζ），也小很多，使箔式片橫向效應(yīng)很小。
d.箔式片均為膠基，故絕緣性好，蠕變和機(jī)械滯后小，耐濕性好。
e.便于成批生產(chǎn)，生產(chǎn)率高。
由于箔式應(yīng)變片有這些特點(diǎn)，故在常溫的應(yīng)變測量中將逐漸取代絲繞式應(yīng)變片。
（4）半導(dǎo)體電阻片 一個半導(dǎo)體電阻片，它的突出特點(diǎn)是靈敏系數(shù)比一般電阻片的要高五十倍以上，可達(dá)140。它是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)而制成的（見圖1-3）。由于靈敏系數(shù)高，能使輸出信號大大增強(qiáng)，而且機(jī)械滯后極小，所以在火箭、導(dǎo)彈以及宇航等方面有很大的應(yīng)用價值。
（5）應(yīng)變花 兩種常用的應(yīng)變花即直角應(yīng)變花和等角應(yīng)變花（見圖1-4），它們是在一個公用的紙底上重迭地粘貼三個彼此間相互絕緣的電阻絲。當(dāng)無這種成品時可以用三個單獨(dú)的電阻片代替，如果被測試的對象尺寸較大時，可以不必重迭而是按需要的角度粘貼在一個很小的范圍內(nèi)即可。
四、實驗步驟
1.將貼好應(yīng)變片的試件安裝在實驗臺上。
2.按自己預(yù)定的設(shè)計方案進(jìn)行測試，整理數(shù)據(jù)等。
3.自擬實驗報告。
五、注意事項
1.在選電阻片和粘貼的過程中，不要用手接觸片身，要用鑷子夾取引線。
2.清洗后的被測點(diǎn)不要用手接觸，已防粘上油漬和汗?jié)n。
3.固化的電阻片及引線要用防潮劑（石臘、松香）或膠布防護(hù)。
電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)示例
公安機(jī)關(guān)備案號：
