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应力分析

不要责怪应变片

分类：应力分析
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来源：
发布时间：2019-05-15 02:08
访问量：42

【概要描述】将导线焊接到应变片上时，助焊剂清洗焊盘的氧化物层有助于焊料粘锡。为此，助焊剂通常包含一种酸，来侵蚀金属焊盘。焊料残留在焊盘上，通常会腐蚀金属箔并使应变片的电阻偏移。因此，始终要确保没有助焊剂残留在应变片的栅格上，不然将会加快电阻偏移。冻

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不要责怪应变片

分类：应力分析
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发布时间：2019-05-15 02:08
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在责怪应变片之前，请确保没有出现这十条在应变测量中常见的错误：

1.未能去除助焊剂，导致电阻将会偏移

将导线焊接到应变片上时，助焊剂清洗焊盘的氧化物层有助于焊料粘锡。为此，助焊剂通常包含一种酸，来侵蚀金属焊盘。焊料残留在焊盘上，通常会腐蚀金属箔并使应变片的电阻偏移。因此，始终要确保没有助焊剂残留在应变片的栅格上，不然将会加快电阻偏移。

2.未能遵循应变片粘合剂指导，可能导致应变片未贴牢

应变片粘合剂专门配制用来提供高剪切模量，真实地传递试件上的应变到应变片的栅格上。这些高性能粘合剂要严格遵守表面准备和固化程序的规定。未仔细按照这些程序可能导致应变片未贴牢，甚至，应变传递较差，将使应力分析中的应变读数不准确，或较差的传感器蠕变性能。

3.错误的导线连接到仪器，导致电桥不能平衡

这可能是一个新手的错误，或者是因为匆忙，但除非应变片都正确地连接到仪器，否则将无法显示正确的应变值。按照仪器制造商的指导，确保引线正确地连接到应变片和仪器。

4.输入不正确的应变系数值，由于横向灵敏度，将会导致错误的读数

应变系数是应变片的电阻变化和造成电阻变化的应变之间的关系。它是在校准过程中测定的统计结果，因为应变片必须粘贴才能测试，粘贴测试后将不能再次使用。如果显示应变值的误差与应变系数值的误差是一一对应的，要么是原厂校准过程造成的，或者是仪器上设置了错误值。仔细检查输入仪器的值与应变片提供的值是否相匹配，不要弄混相似图案应变片之间的灵敏系数值。即使图案外观相似的应变片也有不同的灵敏系数。

5.使用错误的并联电阻值，这将导致应变信号匹配不当

并联校准用于应变测量仪的缩放，主要是解决由长导线引起的（电阻衰减）应变系数失敏。特殊的并联校准电阻值取决于应变片的电阻，会使仪器产生指定的应变读数。确保应变片电阻和期望应变水平，与使用的并联校准电阻正确对应。

6.采用过大的桥路激励，从而导致漂移

应变片是电阻器，必须有足够的激励电压才可以测量电阻的变化。许多应变片的栅格区域小，由于施加电压，栅格电阻耗散升温（I²R）。对于非常小的栅格（<2.5平方毫米）以及低电阻（<350欧姆）在散热不佳的安装时，施加的电压必须非常低（<5伏特）。请记住，施加到惠斯通电桥的电压是桥路中单个应变片电压的两倍。

7.施加使结构产生屈服的应变水平，应变片将产生零位漂移

引起应变片零位漂移的两个机械方式是屈服/疲劳应变片，或屈服/疲劳应变片所粘贴的试件。应变片具有良好的疲劳寿命，但是，当贴到一个非常高的抗疲劳材料上时，如精心设计的复合材料和塑料，在应变片产生一个永久性的零点漂移之前，试件能承受比应变片更多的负载。特制的高伸长率应变片（屈服后应变片），当经历较高的应变水平（>5000微米/米）和/或重复应变循环时，特别容易产生永久性的零点漂移。这就是为什么要密切监视应变水平和应变片经历的循环次数，这样可以将试件屈服与应变片屈服区分开。

8.施加的应变水平，超出应变片或粘合剂的承受能力，会导致意外的失效

箔式应变片的应用相当广泛。它们可用于从一切精密传感器（10000D）到恶劣的环境（喷气发动机）。但是，应变片也有限制，尤其是应变极限。常规尺寸的应变片工作（>3毫米测量长度）最多约3-5％的应变水平。对于3毫米的应变片长度，这大约相当于栅格有0.12 mm的延伸量。特制的高伸长应变片（屈服后应变片）可以轻易地测量大于15％的应变量。但是，应变片和粘合剂组合必须与所需变形相匹配。能达到10000D传感器性能的应变片和粘合剂组合，就无法在15％的应变水平下使用。

9.应变片用于装配螺栓上，加载后产生回零差

对于高精度传感器，通常最好避免把紧固件放置在应变片截面和施加负载之间。否则无一例外，将导致紧固件打滑，并使传感器回零较差。消除应力的焊接接头也可以，但不要尝试螺栓连接。（参见Micro-Measurements提供的应变式传感器）

10.不用或不正确地施加应变片的保护涂层，由于应变片箔材受腐蚀，导致应变片电阻随时间漂移

用于构成应变片的高灵敏度金属箔非常易损。假定足够长的时间，特别是加上温度影响，环境遇到的许多常见物质例如普通的水都能够腐蚀箔材。去除助焊剂的影响已经讨论过了。现在来讨论对于应变片安装提供适当的保护，确保无其他介质接触到箔材导致零点漂移。但是请记住，施加在栅格上方的材料不能腐蚀箔材。许多优秀的保护涂层同时具有高腐蚀性，那么在保护涂层和箔材之间必须加中间层，以确保应变片长时间（长年）稳定工作。