半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì),將半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)安裝在被測構(gòu)件上,在構(gòu)件承受載荷而產(chǎn)生應(yīng)變時(shí),其電阻將發(fā)生變化。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)就是以這種壓阻效應(yīng)作為理論基礎(chǔ)的,其敏感柵由鍺或硅等半導(dǎo)體材料制成。這種應(yīng)變計(jì)可分為體型和擴(kuò)散型兩種。前者的敏感柵由單晶硅或鍺等半導(dǎo)體經(jīng)切片和腐蝕等方法制成,后者的敏感柵則是將雜質(zhì)擴(kuò)散在半導(dǎo)體材料中制成的。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是靈敏系數(shù)大,機(jī)械滯后和蠕變小,頻率響應(yīng)高;缺點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)大,靈敏系數(shù)隨溫度而有名變化,應(yīng)變和電阻之間的線性關(guān)系范圍小。正確選擇半導(dǎo)體材料和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,這些缺點(diǎn)可望得到克服。半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)多用于測量小的應(yīng)變(10-1微應(yīng)變到數(shù)百微應(yīng)變),已普遍用于應(yīng)變測量和制造各種類型的傳感器(見電阻應(yīng)變計(jì)式傳感器)。埋入式振弦應(yīng)變計(jì)可用于大壩、核電站、橋梁和高架橋、大型建筑。上海不銹鋼應(yīng)變計(jì)公司
下面介紹幾種常用的電阻應(yīng)變計(jì),金屬絲式應(yīng)變計(jì)的敏感柵一般是用直徑0.01~0.05毫米的銅鎳合金或鎳鉻合金的金屬絲制成??煞譃榻z繞式和短接式兩種。絲繞式應(yīng)變計(jì)是用一根金屬絲繞制而成(見圖2-3),短接式應(yīng)變計(jì)是用數(shù)根金屬絲按一定間距平行拉緊,然后按柵長大小在橫向焊以較粗的鍍銀銅線,再將銅導(dǎo)線相間地切割開來而成。絲繞式應(yīng)變計(jì)的疲勞壽命和應(yīng)變極限較高,可作為動(dòng)態(tài)測試用傳感器的應(yīng)變轉(zhuǎn)換元件。絲繞式應(yīng)變計(jì)多用紙基底和紙蓋層,其造價(jià)低,容易安裝。但由于這種應(yīng)變計(jì)敏感柵的橫向部分是圓弧形,其橫向效應(yīng)較大,測量精度較差,而且其端部圓弧部分制造困難,形狀不易保證相同,使應(yīng)變計(jì)性能分散,故在常溫應(yīng)變測量中正逐步被其它片種代替。深圳振弦式貼片式應(yīng)變計(jì)傳感器振弦式小型應(yīng)變計(jì)用于測量應(yīng)變的變化。
電阻應(yīng)變計(jì)張絲式應(yīng)變計(jì),它是利用一定結(jié)構(gòu)使金屬電阻絲張緊并能直接受力而產(chǎn)生電阻-應(yīng)變效應(yīng)的一種應(yīng)變計(jì),又稱非粘貼式應(yīng)變計(jì)。一種測量微小壓力的張絲式應(yīng)變計(jì)是將金屬電阻線繞在固定于彈簧片上的數(shù)個(gè)柱子上制成的。當(dāng)壓力通過連桿加到彈簧片上時(shí),彈簧片的變形使柱子移動(dòng),從而改變電阻線圈的張力而使其電阻發(fā)生變化。線圈連接成橋式電路,于是電橋由于橋臂電阻的變化而失去平衡,產(chǎn)生正比于壓力的輸出電壓。利用張絲式應(yīng)變計(jì)的原理還可制成扭矩傳感器和加速度計(jì)。
應(yīng)變計(jì)(有時(shí)稱為應(yīng)變片)是電阻隨力變化的傳感器。它將力、壓力、張力、重量等物理量轉(zhuǎn)化為阻力的變化,從而測量這些物理量。當(dāng)外力作用在固定物體上時(shí),會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。人體產(chǎn)生的反作用力(對(duì)外力的反作用力)是應(yīng)力,位移和變形是應(yīng)變。應(yīng)變片是電測量技術(shù)中較重要的傳感器之一,用于測量機(jī)械量。顧名思義,應(yīng)變計(jì)主要用于應(yīng)變測量。作為一個(gè)術(shù)語,“應(yīng)變”包括拉伸應(yīng)變和壓縮應(yīng)變,這是區(qū)分正負(fù)符號(hào)。因此,應(yīng)變計(jì)可以測量膨脹和收縮??戳松衔牡慕榻B后希望能幫助到你。應(yīng)變計(jì)既可測量膨脹,也可測量收縮。
電阻應(yīng)變片的溫度特性,應(yīng)變片中的電阻絲,不僅因應(yīng)變產(chǎn)生電阻變化,由于溫度變化也會(huì)引起電阻的變化,電橋產(chǎn)生與溫度成比例的輸出。這個(gè)現(xiàn)象叫熱輸出或稱溫度引起的零點(diǎn)漂移。所以在測量應(yīng)變時(shí)必須考慮溫度補(bǔ)償。鎳鉻絲應(yīng)變片如試驗(yàn)中工作片與補(bǔ)償片之間溫度相差1℃,就要200με。但康銅絲應(yīng)變片的溫度影響較小。還有由于試件和應(yīng)變片的線膨脹系數(shù)不同,電橋亦會(huì)產(chǎn)生熱輸出。目前,溫度補(bǔ)償一般是采用在電橋內(nèi)接溫度補(bǔ)償片的方法。溫度補(bǔ)償片貼在與試件相同材料但不受力的試件上。另外一種方法是采用溫度自補(bǔ)償片。在國內(nèi),這種溫度自補(bǔ)償片正在逐步推廣使用。應(yīng)變計(jì)性能測試:加載性能測和溫度性能測試。深圳振弦式貼片式應(yīng)變計(jì)傳感器
振弦式內(nèi)埋應(yīng)變計(jì),主要應(yīng)用于:橋梁在線監(jiān)測、公路鐵路地鐵在線監(jiān)測、隧道在線監(jiān)測。上海不銹鋼應(yīng)變計(jì)公司
振弦式應(yīng)變計(jì)可測量鋼或混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)變,測量值用于計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載或應(yīng)力。應(yīng)變計(jì)可通過電弧焊接端塊固定在鋼結(jié)構(gòu)上,在混凝土表面,則可以通過安裝塊(包括鋼筋螺栓)安裝。埋入式應(yīng)變計(jì)澆鑄在混凝土結(jié)構(gòu)中,也可作為“噴漿混凝土”模型,帶有可調(diào)的張緊環(huán)。對(duì)于混凝土的高壓力,例如在深樁中,建議使用埋入式應(yīng)變計(jì)進(jìn)行深部應(yīng)用。工作原理,張緊的鋼弦在拉動(dòng)時(shí)會(huì)以其共振頻率振動(dòng),這個(gè)頻率的平方與鋼弦的應(yīng)變成正比。為了利用這一原理,振弦式應(yīng)變計(jì)被設(shè)計(jì)為在固定結(jié)構(gòu)上的兩個(gè)端塊之間保持鋼弦的張力,一個(gè)電磁線圈組件被用來激勵(lì)鋼弦,然后將頻率信號(hào)返回給讀數(shù)單元。結(jié)構(gòu)的變形會(huì)改變兩個(gè)端塊之間的距離,從而改變鋼弦的張力及其共振頻率。返回的信號(hào)轉(zhuǎn)換為微應(yīng)變單位。而應(yīng)變計(jì)可在距其位置1000米的范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。應(yīng)變計(jì)具有內(nèi)置的熱敏電阻,可在必要時(shí)提供溫度數(shù)據(jù)以檢測熱效應(yīng)。上海不銹鋼應(yīng)變計(jì)公司
絲式應(yīng)變計(jì),這種應(yīng)變計(jì)的敏感柵較常用的有絲繞式和短接線式兩種。①絲繞式的敏感柵是用直徑0.015~0.05毫米的金屬絲連續(xù)繞制而成,端部呈半圓形。如果安裝應(yīng)變計(jì)的構(gòu)件表面存在兩個(gè)方向的應(yīng)變,此圓弧端除了感受縱向應(yīng)變外,還能感受橫向應(yīng)變,后者稱為橫向效應(yīng)。若對(duì)測量精度的要求較高,應(yīng)考慮橫向效應(yīng)的影響并進(jìn)行修正。②短接線式的敏感柵采用較粗的橫絲,將平行排列的一組直徑為0.015~0.05毫米的金屬縱絲交錯(cuò)連接而成,端部是平直的。它的橫向效應(yīng)很小,但耐疲勞性能不如絲繞式的。箔式應(yīng)變計(jì),這種應(yīng)變計(jì)的敏感柵用厚度0.002~0.005毫米的金屬箔刻蝕成形。用此法易于制成各種形狀的應(yīng)變計(jì)。箔柵有如下優(yōu)點(diǎn),...