霍家知识库 | 如何选择最合适的应变片
2021年3月26日 15:45| 应力测试 | 传感器制造 |
| 实验应力分析 | 力 |
| 残余应力分析 | 称重 |
| 加载分析 | 扭矩 |
| 生命周期分析 | 压力 |
| 测定热应力 | 应变 |
| 1 几何规格 | 栅丝数量和位置 |
| 2 应变片系列 | 应变片结构 |
| 3 连接 | 类型和位置 |
| 4 温度响应匹配 | 应变片温度响应匹配的材料 |
| 5 有效栅丝长度 | mm |
| 6 电阻 | 欧姆 |
1 应变片的几何规格
双桥应变片（例如DY4）带有两个测量栅丝，彼此平行排列。典型的应用为弯曲梁测量。
链式片（如KY8）带有10或15个很小的测量栅丝，等距离分布，并包括一个补偿片。主要应用为应变梯度测量。
HBM提供不同连接配置的应变片。
- 允许直接在应变片上焊接
带应变消除焊盘（如 LY6）
- 允许直接在应变片上焊接, 同时避免加卸载荷通过焊盘传递到应变片
镀镍铜引线，非绝缘，约30mm长（如LY1）
- 不可直接焊接到应变片上
- 能阻断加卸载荷传递到应变片
- 需要使用独立的焊接端子
- 无需焊接
- 特氟龙绝缘层可防止电缆在安装过程中粘连
- 需要使用独立的焊接端子
- 电缆长度从0.5到10m ，2线、3线和4线可选
- 在测量点焊接不是必须的
- 特氟龙绝缘层可防止电缆在安装过程中粘连
4 热膨胀系数匹配
如果温度变化， 惠斯通1/4桥电路单独连接的应变片将显示输出信号。这个信号被称为“表观应变”或“热输出”，并且独立于测试对象上的机械负载。但是，可以将应变片调整为特定材料的热膨胀系数，使得其在温度变化的情况下输出信号非常小。这种应变片被称为“温度响应匹配”或“自补偿”应变片。为了匹配温度响应，必须根据测试材料的热膨胀系数α来选择应变片。
| 编号 | 材料 | 热膨胀系数 ∝ |
| 1 | 铁素体钢 | 10.8*10-6/K (6*10-6/°F) |
| 3 | 铝 | 23*10-6/K (12.8*10-6/°F) |
| 5 | 奥氏体钢 | 16*10-6/K (8.9*10-6/°F) |
| 6 | 石英玻璃 / 复合材料 | 0.5*10-6/K (0.3*10-6/°F) |
| 7 | 钛 / 灰铸铁 | 9*10-6/K (5*10-6/°F) |
| 8 | 塑料 | 65*10-6/K (36.1*10-6/°F) |
| 9 | 钼 | 5.4*10-6/K (3*10-6/°F) |
5 有效栅丝长度
应变片测量栅丝长度取决于测量的目的，因为使用应变片测量的结果是测量栅丝区域的平均应变。一般来说，测量栅丝长度为3或6毫米。如果在不均匀的材料，如混凝土或木材上，建议使用长测量栅丝。长的测量栅丝将弥补工件的不均匀性。短的测量栅丝适合于检测局部应变。因此它们适用于测定应变梯度，缺口应力的最大点或类似应力。
6 电阻
HBM应变片提供120, 350, 700和1,000 Ohm型号可供选择。电阻大小选择取决于测量任务。并可按照客户要求对电阻值进行定制。
| 低阻值应变片 | 高阻值应变片 |
| + 电磁干扰的影响较小 | + 连接路径 (滑环, 电缆,...) 电阻对测量影响更小 |
| + 隔离电阻变化的影响较小 | - 容易受外界噪声干扰 |
| - 更高的功率要求 | - 绝缘电阻变化会产生较大影响 |
| - 与大电阻应变片相比，由于会产生较大的电流，因此自加热效应更明显 |
应力测试应变片选择指南：
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