应变片的选取与分类
金属应变片的分类
金属应变片的分类金属应变片是一种用于测量物体受力后发生的形变的传感器。
根据其材料和结构的不同，金属应变片可以分为压阻式应变片、压电式应变片和电阻式应变片三类。
第一类是压阻式应变片。
压阻式应变片是一种使用金属电阻变化来测量物体形变的传感器。
当物体受力导致形变时，应变片上的金属电阻值会发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定物体所受的应变量。
压阻式应变片具有响应速度快、精度高等优点，广泛应用于工业控制、结构监测等领域。
第二类是压电式应变片。
压电式应变片是一种利用压电效应来测量物体形变的传感器。
当物体受力导致形变时，应变片上的压电材料会产生电荷分布不均匀的现象，进而产生电压信号。
通过测量电压信号的变化，可以确定物体所受的应变量。
压电式应变片具有灵敏度高、可靠性好等优点，广泛应用于航空航天、汽车工程等领域。
第三类是电阻式应变片。
电阻式应变片是一种利用电阻变化来测量物体形变的传感器。
当物体受力导致形变时，应变片上的金属电阻值会发生变化。
通过测量电阻值的变化，可以确定物体所受的应变量。
电阻式应变片具有结构简单、成本低等优点，广泛应用于工业测试、结构监测等领域。
除了材料和结构的不同，金属应变片还可以根据其应变范围进行分类。
常见的应变范围包括线性应变范围、超线性应变范围和次线性应变范围。
线性应变范围指的是应变片在该范围内的输出与输入应变呈线性关系；超线性应变范围指的是应变片在该范围内的输出大于输入应变；次线性应变范围指的是应变片在该范围内的输出小于输入应变。
选择合适的应变范围可以提高应变片的测量精度和可靠性。
金属应变片是一种重要的形变传感器，可以广泛应用于工业控制、结构监测等领域。
根据其材料、结构和应变范围的不同，金属应变片可以分为压阻式应变片、压电式应变片和电阻式应变片三类。
了解不同类型的金属应变片的特点和应用范围，有助于选择合适的传感器，并提高测量的精度和可靠性。
桥梁试验用电阻应变片
桥梁试验用电阻应变片
电阻应变片的选择要考虑到桥梁结构的材料、预期的应变范围
以及试验环境等因素。
一般来说，常见的电阻应变片类型包括片式
应变片和网格式应变片。
片式应变片适用于测量单向应变，而网格
式应变片则适用于多向应变测量。
在使用桥梁试验用电阻应变片时，需要注意安装的位置和方向，以确保能够准确捕捉到结构的变形情况。
此外，还需要考虑温度补
偿和校准等技术细节，以确保测量结果的准确性和可靠性。
除了安装和使用，对于桥梁试验用电阻应变片的数据处理和分
析也是非常重要的。
工程师们可以借助专业的数据采集和分析软件，对采集到的应变数据进行处理和分析，从而得出结构的应力分布、
变形情况以及结构健康状态等重要信息。
总的来说，桥梁试验用电阻应变片是桥梁结构监测中不可或缺
的重要工具，能够帮助工程师们全面了解桥梁结构的工作状态，为
结构的设计和维护提供重要参考依据。
应变片的分类
应变片的分类
应变片主要有以下几种类型：
1、金属电阻应变片：这是应变片中最常用的一种，利用应变引起导体电阻值的改变来测量物体受力情况。
它适用于静力测量，如重量测试、压力测量、力矩测量等应用。
2、半导体应变片：其制造是利用半导体材料在受应变时电阻值的变化来测量物体受力情况的传感器。
它具有体积小、灵敏度高等特点，主要用于光学仪器和超声波探测等领域。
3、光纤应变片：此类应变片是利用光纤的光学信息传输和激光干涉技术实现的应变测量仪器，具有体积小、抗干扰性强等特点，广泛应用于公路、桥梁、隧道等重要工程结构的应变监测。
4、压电应变片：以压电材料制成，当施加压力时，就会产生电势差。
压电应变片的优点是精度高、响应速度快，适用于高速测试和动态测试。
传感器应变片的种类和特点
传感器应变片的种类和特点
一、引言
传感器应变片是一种常见的传感器类型，它可以将物体受到的压力、
重量等力学量转换成电信号输出，用于测量和控制。
在工业、农业、
医疗等领域都有广泛的应用。
本文将介绍传感器应变片的种类和特点。
二、传感器应变片的基本原理
传感器应变片利用材料受力时产生微小形变这一特性，将形变转化为
电信号输出。
具体来说，当物体受到拉伸或压缩时，其表面会发生微
小的形变，这种形变会导致应变片内部电阻值发生微小改变，从而产
生微弱电信号。
三、传感器应变片的种类
1. 金属薄膜应变片：由金属薄膜制成，适用于高精度测量。
2. 导电橡胶应变片：由导电橡胶制成，适用于柔性测量。
3. 石英晶体应变片：由石英晶体制成，适用于高温环境下的测量。
4. 光纤光栅应变传感器：利用光栅技术实现测量，并能够进行远程测量。
四、传感器应变片的特点
1. 灵敏度高：传感器应变片能够将微小的形变转化为电信号输出，具
有高灵敏度。
2. 可靠性高：传感器应变片采用材料科学制造而成，具有较高的可靠
性和稳定性。
3. 精度高：传感器应变片适用于高精度测量，能够实现较高的精度要求。
4. 体积小：传感器应变片体积小巧，易于安装和使用。
5. 应用广泛：传感器应变片在各个领域都有广泛的应用，如工业、医疗、农业等领域。
五、结论
本文介绍了传感器应变片的种类和特点。
不同种类的应变片适用于不
同场景下的测量需求，但它们都具有高灵敏度、可靠性高、精度高等
优点。
随着技术不断发展，传感器应变片将在更多领域得到广泛运用。
应变片的种类和应用
应变片的种类和应用应变片主要有两种，电阻应变片和光学应变片。
一．光学应变片：光学应变计一般采用不超过4-9 微米直径的布拉格光栅玻璃纤维制造。
一般来说,人的头发直径为60-80微米。
纤维芯被直径大约125 微米的纯玻璃覆盖层所包围。
基于布拉格光栅的应变片有以下优势：1. 对电磁场不敏感。
2. 可以用于可能爆炸的环境。
3. 高震动负载情况下，材料（玻璃）不会产生故障。
4. 可以测量更大的应变，一般电阻应变片的最大应变为数百微应变，而光学应变片的可测量的最大应变为7000微应变。
5. 更少的连接线，因此会对测试物体产生更少的干扰。
6. 互连需要大量的传感器，不同的布拉格波长可以集成在一个光纤中。
二．电阻应变片：电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。
半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。
压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。
应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。
金属电阻应变片品种繁多，形式多样，常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻应变片。
箔式电阻应变片是一种基于应变——电阻效应制成的，用金属箔作为敏感栅的，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。
应变片有很多种类。
一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜（15-16μm）上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅（3-6μm），然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造。
而应变片有很多分类方法：比如按材料分可分为：而按结构分可分为：单片，双片，特殊形状；按使用环境可分为：高温、低温、高压、磁场、水下；应变片的应用：应变片的应用十分广泛，可测量应变、应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。
电阻应变片的种类
电阻应变片的种类电阻应变片是一种常见的传感器元件，用于测量物体的应变变化。
根据其结构和材料的不同，电阻应变片可以分为多种类型。
本文将介绍几种常见的电阻应变片。
第一种是金属电阻应变片。
金属电阻应变片由金属材料制成，常见的金属材料有铜、铝、钢等。
金属电阻应变片的特点是稳定性好、灵敏度高、温度影响小。
它们通常用于测量金属结构的应变变化，如桥梁、建筑物等。
金属电阻应变片的制作工艺相对简单，成本较低，因此被广泛应用于工程领域。
第二种是半导体电阻应变片。
半导体电阻应变片由半导体材料制成，常见的半导体材料有硅、锗等。
半导体电阻应变片的特点是灵敏度高、温度影响小、线性度好。
它们通常用于测量微小应变变化，如微机械系统、生物医学领域等。
半导体电阻应变片的制作工艺较为复杂，成本较高，因此主要应用于高精度测量领域。
第三种是薄膜电阻应变片。
薄膜电阻应变片由金属薄膜制成，常见的金属薄膜有铂、镍、铬等。
薄膜电阻应变片的特点是灵敏度高、响应速度快、适用于小尺寸测量。
它们通常用于测量微小应变变化，如电子设备、汽车工业等。
薄膜电阻应变片的制作工艺相对简单，成本适中，因此在工业领域得到广泛应用。
第四种是光纤电阻应变片。
光纤电阻应变片利用光纤传感技术，将光纤与电阻应变片相结合，实现对应变的测量。
光纤电阻应变片的特点是抗干扰能力强、测量范围广、适用于复杂环境。
它们通常用于测量大型结构的应变变化，如飞机、船舶等。
光纤电阻应变片的制作工艺较为复杂，成本较高，因此主要应用于高精度测量领域。
以上是几种常见的电阻应变片的种类。
不同的电阻应变片适用于不同的测量场景，选择合适的电阻应变片对于获得准确的测量结果至关重要。
随着科技的不断进步，电阻应变片的种类和性能也在不断提升，为各行各业的测量需求提供了更多选择。
应变片的选取与分类
应变计选择方法一、应变计的命名规则对于电阻应变计的命名，国际国内均未有统一的标准，一般各电阻应变计生产企业均按各自方式自行命名，以我公司对电阻应变计的命名规则举例如下：二、应变计选择方法在实际应用中，应遵循试验或应用条件（即应用精度、环境条件包括温度，湿度，环境恶劣状况，各类干扰，共模共地问题、试件材料大小尺寸、粘贴面积、曲率半径、安装条件等）为先，试件或弹性体材料状况（材料线膨胀系数、弹性模量、结构、大概受力状况或应力分布状况等）次之的原则，利用上述内容来选用与之匹配为最佳性价比的应变计。
下表列出了选择应变计应考虑的内容，仅适用于常规情况，不包括核辐射、强磁场、高离心力等特殊场合。
（A）选择应变计的步骤（1）首先根据应用精度、环境条件选择应变计的系列。
（2）根据试件材料大小尺寸、粘贴面积、曲率半径、安装条件、应变梯度选择敏感栅栅长。
（3）根据应变梯度、应力种类、散热条件、安装空间、应变计电阻等选择敏感栅结构。
（4）根据使用条件、功耗大小、最大允许电压等选择标称电阻。
（5）根据试件材料类型、工作温度范围、应用精度选择温度自补偿系数或弹性模量自补偿系数。
（6）根据弹性体的固有蠕变特性、实际测试的精度、工艺方法、防护胶种类、密封形式等选择蠕变补偿代号。
（7）根据实际需要选择应变计的引线连接方式。
（B）选择应变计的方法（1）应变计敏感栅长度的选择：应变计在加载状态下的输出应变是敏感栅区域的平均应变。
为了获得真实的测量值，通常应变计的栅长应不大于测量区域半径的1/5～1/10。
栅长较长的应变计具有易于粘贴和接线、散热性好等优点，对应变计的性能有一定的改善作用，但应根据实际测量需要进行选择，对于应变场变化不大和一般传感器用途，我们推荐用户选用栅长3～6mm的应变计。
如果对非均匀材料（如混凝土、铸铁、铸钢等）进行应变测量，应选择栅长不小于材料的不均匀颗粒尺寸的应变计，以便比较真实地反映结构内的平均应变。
对于应变梯度大的应变测量，应尽量选用敏感栅长度较小的应变计。
05.03 电阻应变片的种类、参数、型号代码
三、电阻应变片的种类、参数、型号代码 电阻应变片的种类、参数
三、电阻应变片的种类、参数、型号代码
1. 电阻应变片的种类
1）丝式应变片
回线式应变片
短接式应变片
优点：制作简单，价格便宜，易安装。 缺点：横向效应大，测量精度较差，性能分散。
三、电阻应变片的种类、参数、型号代码 1. 电阻应变片的种类
2）箔式应变片
敏感栅采用的是合金的金属箔，用刻图制板、光刻及腐蚀等 工艺制作，其厚度一般在0.001~0.01mm。
三、电阻应变片的种类、参数、型号代码
1. 电阻应变片的种类
箔式应变片优点 可制成多种复杂形状、尺寸准确的敏感栅，以适应 不同的测
量要求； 横向效应小； 散热条件好，允许电流大，提高了输出灵敏度； 蠕变和机械滞后小，疲劳寿命长； 生产效率高，便于实现自动化生产。
三、电阻应变片的种类、参数、型号代码
1. 电阻应变片的种类
3）薄膜应变片 采用真空沉积或离子溅射等方法，在绝缘基片上形成厚度在
0.1µm以下的金属电阻材料薄膜的敏感栅
保护膜 合金薄膜 绝缘膜 耐蚀弹性体
薄膜技术代替粘贴工艺。无蠕变；抗振，耐腐蚀。
三、电阻应变片的种类、参数、型号代码 1. 电阻应变片的种类
可温度自补偿的或关注桃报：奉献教育（店铺）
应变片的选择
1、应变片结构形式的选择根据应变测量的目的、被测试件的材料和其应力状态以及测量精度，选择应变片的形式，对于测试点应力状态是一维应力的结构，可的构件，应选用栅长大的应变片。
对于冲击载荷或高频动荷作用下的应变测量，还要考虑应变片的响应频率，如下表所示。
一般来说，应变片丝栅越小，测量精度越高，越能正确反映出被测量点的真实应变，因此，在加工精度可以保证的情况下，综合考虑各种因素影响，应变片的栅长小一些比大一些好。
表1各种栅长应变片的最高工作频率应变片栅长L（毫米） 1 2 5 10 20 25 50 可测频率F(千赫) 250，式中钢和铝C=5000米/秒，f，目前传感器生产中大多选用的应变片，但是由于大阻值应变片具有通过电流小、自热引起的温升低、持续工作时间长、动态测量信噪比高等优点，大阻值应变片应用越来越广。
且再要求告分辨率的电子天平重应用也是非常有利的。
因此，在不考虑价格因素的前提下，使用大阻值应变片，对提高传感器精度是有益的。
4、使用温度的选择使用环境温度对应变片的影响很大，应根据使用温度选用不同丝栅材料的应变片，国家标准中规定的常温应变片使用温度为－30～60ºC。
一般康铜合金的最高使用温度为300ºC 卡玛合金为450ºC，铁镍传感器生产厂由于原材料、粘接剂、贴片。
固化工艺的不同，在应变片选型时，必须进行蠕变匹配试验。
一般规律是同一种结构形式的传感器量程越小，传感器的蠕变越正，应该选用蠕变补偿序号更负的应变片来与之匹配长3～6mm的应变计。
如果对非均匀材料（如混凝土、铸铁、铸钢等）进行应变测量，应选择栅长不小于材料的不均匀颗粒尺寸的应变计，以便比较真实地反映结构内的平均应变。
对于应变梯度大的应变测量，应尽量选用敏感栅长度较小的应变计。
2、应变计敏感栅材料和基底材料的选择：60℃以内、长时间、最大应变量在1000μm/m以下的应变测量，一般选用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛或聚酰亚胺为时，可选用排列成串或成行的5～10个敏感栅的多轴应变计。
应变片测量原理
应变片测量原理应变片是一种常用的测量物体受力情况的传感器，其原理基于材料的应变-电阻效应。
在本文中，将详细介绍应变片测量原理。
一、应变片的定义和分类1. 应变片是一种基于材料的应变-电阻效应的传感器，通过测量材料在受力情况下所产生的形变来反映外部载荷作用下物体内部的应力情况。
2. 应变片可以分为金属薄膜型、金属箔型、半导体型等多种类型，其中金属薄膜型是最常见和广泛使用的一种。
二、金属薄膜型应变片原理1. 金属薄膜型应变片由一块金属箔片构成，其材料通常为铂-钯合金或镍铬合金等高精度合金。
在制作过程中，通过化学蚀刻或机械加工等方式将箔片切割成不同形状和尺寸，并在其表面涂覆上导电胶粘剂以增强导电性能。
2. 当外部载荷作用于被测物体时，其内部会产生相对位移和形变，导致应变片的形态和尺寸发生改变。
由于金属材料的应变-电阻效应，当应变片受到形变时，其电阻值也会随之发生变化。
3. 应变片的电阻值与其所受的应力或应变成正比关系，即当外部载荷作用增大时，其电阻值也会随之增大。
因此，通过测量应变片电阻值的变化可以反映出被测物体所受的载荷大小和方向。
三、金属薄膜型应变片测量方法1. 应变片通常需要与一定的电路连接才能实现测量功能。
在连接过程中，需要将应变片两端分别接入到一个稳定的直流电源和一个高精度电压表中，以便实现对其电阻值进行准确测量。
2. 在实际使用过程中，为了消除温度对测量结果产生的影响，通常还需要将被测物体和应变片共同置于一个温度控制器中，并保持恒定温度。
3. 当外部载荷作用于被测物体时，其内部会产生相对位移和形变。
这些形变会导致应变片所处位置上发生相应的应变，从而引起电阻值的变化。
通过测量应变片电阻值的变化，可以反映出被测物体所受的载荷大小和方向。
四、金属薄膜型应变片的优缺点1. 金属薄膜型应变片具有灵敏度高、响应速度快、精度高等优点，可以实现对物体受力情况进行高精度的测量。
2. 但是，金属薄膜型应变片也存在一些缺点，如易受温度和湿度等环境因素影响、使用寿命短等问题。
钢结构应变片型号
钢结构应变片型号1. 引言钢结构应变片是一种用于测量钢结构应力和变形的传感器。
它通常由电阻式应变计和附加电缆组成，可精确地测量材料在受力时的微小形变。
钢结构应变片的型号对于选择适合特定工程需求的合适传感器至关重要。
本文将介绍钢结构应变片的型号及其相关特点，以帮助读者更好地了解和选择合适的型号。
2. 常见钢结构应变片型号2.1 型号A型号A是一种常见的钢结构应变片型号。
它具有以下特点：•高精度测量：型号A采用先进的传感技术，能够实现高精度的测量，满足工程项目对准确数据的需求。
•广泛适用性：型号A适用于多种不同类型的钢结构，包括桥梁、建筑物、船舶等。
它具有良好的适应性，能够在各种环境条件下正常工作。
•耐腐蚀性：型号A采用耐腐蚀材料制成，能够抵抗恶劣环境中的腐蚀作用，确保传感器的长期稳定工作。
•易安装：型号A采用简单的安装方式，可以快速、方便地安装在钢结构上，并与数据采集系统连接。
2.2 型号B型号B是另一种常见的钢结构应变片型号。
它具有以下特点：•高灵敏度：型号B具有高灵敏度的特点，能够捕捉到微小的应变变化，并将其转化为电信号输出。
•多通道测量：型号B支持多通道测量，可以同时测量多个位置的应变情况，提供更全面、准确的数据。
•耐高温性：型号B采用耐高温材料制成，在高温环境下仍然可以正常工作。
这使得它在需要测量高温钢结构的工程项目中具有优势。
•可编程功能：型号B具有可编程功能，用户可以根据实际需求进行参数设置和调整，以实现更灵活、精确的测量。
3. 如何选择合适的钢结构应变片型号选择合适的钢结构应变片型号需要考虑以下因素：3.1 测量要求首先，需要明确测量的具体要求，包括测量范围、精度要求、采样频率等。
不同型号的钢结构应变片具有不同的性能指标，根据实际需求选择合适的型号。
3.2 环境条件其次，需要考虑实际工程项目的环境条件。
例如，如果需要在高温环境下进行测量，则应选择耐高温性能良好的型号。
如果工程项目存在腐蚀性介质，则应选择耐腐蚀性能好的型号。
半导体应变片的常用类型
半导体应变片的常用类型半导体应变片是利用半导体材料在应力作用下电阻率变化的原理制成的一种传感器，常用于测量压力、重量、转矩等物理量。
在半导体应变片的设计和应用中，应根据实际需要选择不同类型的应变片。
1. P形应变片P形应变片的半导体材料为p型材料，最适用于测量受拉应力的情况。
当P形应变片受到拉伸应力时，电阻值增加；当受到压缩应力时，电阻值减小。
P形应变片常用于测量表面拉力、悬挂载荷等场合。
2. N形应变片N形应变片的半导体材料为n型材料，最适用于测量受压应力的情况。
当N形应变片受到压缩应力时，电阻值增加；受到拉伸应力时，电阻值减小。
N形应变片常用于测量塔式结构的压力、机械均衡器等场合。
3. K形应变片K形应变片是将P形和N形应变片焊接在一起形成的组合结构，常用于测量往复应变的情况。
当K形应变片受压缩或拉伸应力时，P形应变片的电阻值增加，N 形应变片的电阻值减小。
K形应变片常用于测量发动机、压缩机、内燃机、液压机等不同类型的发动机动态负荷。
4. T形应变片T形应变片是将两个相同类型的应变片通过一定方式焊接在一起形成的组合结构，可用于测量单向应变情况。
当T形应变片受拉应力时，内部应变片电阻值增加，外部应变片电阻值减小。
T形应变片常用于测量玻璃胶、高分子材料、不锈钢等材料的应变值。
5. C形应变片C形应变片是将两个相同类型的应变片并联或串联在一起形成的组合结构，常用于测量微小应变的情况。
当C形应变片受应变时，两个应变片产生相同的应变量，从而抵消相对电阻的变化。
C形应变片可测量应变量为0.1%以下的精度，常用于测量板类结构或轮胎的应变情况。
6. M形应变片M形应变片是由多个应变片组合而成的结构，常用于测量复杂应变场的情况。
M形应变片可以将多个应变分量转化为电信号输出，并经过处理获得应变场的分布情况。
M形应变片可以用于测量大型机床、钢结构等大型非均匀应变情况下的数据。
以上为常用的半导体应变片类型，这些应变片的形状、尺寸、电性能以及安装方式等都需要根据实际情况进行考虑和选择。
应变片的选择
1、应变片结构形式的选择根据应变测量的目的、被测试件的材料和其应力状态以及测量精度，选择应变片的形式，对于测试点应力状态是一维应力的结构，可以选用单轴应变片，已经知道主应力方向的二维应力结构，可以使用直角应变花，并使其中一条应变栅与主应力方向一致，如主应力方向未知就必须使用三栅或四栅的应变花。
对于传感器设计来说，应变片的形式主要决定于弹性体的结构，如柱式、板环、双孔平行梁等弹性体，他们采样正应力或弯曲应力，所以应变片均采用单轴应变片。
另外象剪切桥式、轮辐式、剪切悬臂式、三梁剪切式弹性体一般使用双轴45º应变片。
平膜片压力传感器多采用全桥圆形应变片。
2、应变片尺寸的选择选择应变片尺寸时应考虑应力分布、动静态测量、弹性体应变区大小等因素。
若材质均匀、应力剃度大，应选用栅长小的应变片，若材质不均匀而强度不等的材料（如混凝土）或应力分布变化比较缓慢的构件，应选用栅长大的应变片。
对于冲击载荷或高频动荷作用下的应变测量，还要考虑应变片的响应频率，如下表所示。
一般来说，应变片丝栅越小，测量精度越高，越能正确反映出被测量点的真实应变，因此，在加工精度可以保证的情况下，综合考虑各种因素影响，应变片的栅长小一些比大一些好。
表1各种栅长应变片的最高工作频率应变片栅长L（毫米）1 2 5 10 20 25 50 可测频率F(千赫) 250 125 50 25 12.5 10 5 注：表中是在钢材上正弦应变信号测得的数据，其中L= /20， =C/f 式中C为应变波传播速度，对于钢和铝C=5000米/秒，f为正弦应变频率3、电阻值的选择国家标准中电阻应变片的阻值规定为60、120、200、350、500、1000 ，目前传感器生产中大多选用350 的应变片，但是由于大阻值应变片具有通过电流小、自热引起的温升低、持续工作时间长、动态测量信噪比高等优点，大阻值应变片应用越来越广。
并且大阻值应变片在测力应用范围，特别是材料试验机用的负荷传感器，由于传感器的零飘特性，对测量精度影响极大，而高阻值（如1000G）应变片，不仅可以减小应变焦耳热引起的零漂，提高传感器的长期稳定性，而且再要求告分辨率的电子天平重应用也是非常有利的。
普通金属应变片常见参数和使用方法
普通金属应变片常见参数和使用方法本文档简要的介绍了应变及应变片相关的内容，包括个人在使用中应变片的关键参数，查到的一些应变片品牌，以及应变片的使用技巧，尽管最终应变用的是淘宝货，但这些查阅的资料对应变片的选型和使用很有帮助。
其中应变计基础知识引自章和电气。
目录关键参数 (2)应变计命名规则 (2)国产金属应变片举例 (2)应变片基础知识 (3)区分应力与应变的概念 (3)应变片的构造及原理 (4)惠斯通电桥概述 (5)温度补偿 (7)应变片粘贴 (8)残余应力的概念 (11)常见品牌： (13)关键参数应变计命名规则常见应变计命名规则应变计命名规则国产金属应变片举例应变片基础知识所谓“应力”，是在施加的外力的影响下物体内部产生的力。
如图1所示：在圆柱体的项部向其垂直施加外力P的时候，物体为了保持原形在内部产生抵抗外力的力——内力。
该内力被物体（这里是单位圆柱体）的截面积所除后得到的值即是“应力”，或者简单地可概括为单位截面积上的内力，单位为Pa（帕斯卡）或N/m2。
例如，圆柱体截面积为A(m2),所受外力为P(N牛顿)，由外力=内力可得，应力：（Pa或者N/m2）这里的截面积A与外力的方向垂直，所以得到的应力叫做垂直应力。
图1与外力同方向的伸长(或压缩)方向上的应变称为“轴向应变”。
应变表示的是伸长率（或压缩率），属于无量纲数，没有单位。
由于量值很小(1×10-6百万分之一)，通常单位用“微应变”表示，或简单地用μE表示。
而单位圆柱体在被拉伸的状态下，变长的同时也会变细。
直径为d0的棒产生Δd的变形时，直径方向的应变如下式所示：这种与外力成直角方向上的应变称为“横向应变”。
轴向应变与横向应变的比称为泊松比，记为υ。
每种材料都有其固定的泊松比，且大部分材料的泊松比都在0.3左右。
或者图2惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化，应变片的电阻变化就用该电路来测量。
如图1所示，惠斯通电桥由四个同等阻值的电阻组合而成。
应变片的选择
电阻应变片的粘贴技术一、试验目的1、掌握电阻应变片的选用原则和方法；2、学习和掌握常用电阻应变片的粘贴技术。
二、试验用品及工具1、电阻应变片；2、钢材试件；3、数字万用电表、兆欧表；4、放大镜；5、粘结剂（KH502胶）、丙酮或酒精；6、砂纸、棉花球、镊子、塑料薄膜；7、电烙铁、焊锡丝、松香、接线端子、导线。
三、试验方法及步骤1、应变片检查分选①外观检查——借助放大镜肉眼检查；应变片应无气泡、霉斑、锈点等，应变片丝栅应平直、整齐、均匀；外观有缺陷的应变片应予剔除。
②阻值检查——用万用电表检查应变片电阻值并分组；应变片应无短路或断路现象，用于同一测区的应变片电阻值应基本一致，阻值差异不大于0.5％。
2、试件测点表面处理①测点检查——检查测点处表面状况；表面应平整、无缺陷、无裂缝等。
②打磨——用0＃砂纸打磨试件表面，除去表面锈斑、污渍等；要求表面光洁度达到△5；注意打磨时不应减小试件断面。
③清洗——用棉花球蘸丙酮或酒精清洗试件表面；要求达到用棉花球干擦时无污染。
④定位——根据所测应变方向，用铅笔等在试件表面划出测点定位线，应变片纵轴线应与应变方向一致。
3、应变片的粘贴①上胶——用镊子夹住应变片引出线，在应变片背面涂一层薄胶，测点处也涂上薄胶，将应变片按测点方位放上。
②挤压——用一小片塑料薄膜纸盖在应变片上，用手指沿一个方向滚压，挤出多余胶水，胶层尽可能薄。
③加压——用手指轻轻按压1～2分钟，待胶水初步固化，松开手指；应注意应变片的位置和方向不应滑动。
4、固化处理分自然干燥和人工固化。
本试验此过程略。
5、粘贴质量检查①外观检查——借助放大镜肉眼观察；应变片应无气泡、粘贴牢固、方位准确。
②阻值检查——用万用电表检查；应变片应无短路或断路，电阻值应与粘贴前基本相同。
③绝缘度检查——用兆欧表检查应变片电阻丝与试件之间的绝缘电阻，它是检验胶层干燥和固化程度的标志，一般静态应变量测应在200M 以上。
6、导线连接（图1-1）①引出线绝缘处理——应变片引出线底下用绝缘胶布贴在试件上，以保证引出线与试件绝缘，不致形成短路。
电阻应变片的选择与应用
电阻应变片的选择与应用康凡南京信息工程大学电子工程系 南京 210044摘要：本文主要从电阻应变片的形式、尺寸、阻值、温度、蠕变等几个方面，谈了选用电阻应变片的方法和原则，还介绍了电阻应变片在一些新技术中的应用，以及电阻应变片未来的发展。
对电阻应变片的选择要点与应用注意事项做了简要的论述。
关键词：电阻应变片；传感器；栅长；频率；蠕变；电阻应变测试技术。
1引言：电阻应变片是一种电阻式的敏感元件，它一般由基底、敏感栅、覆盖层和引线四部分组成。
把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。
现在使用的称重传感器、力传感器，绝大部分都是电阻应变式传感器。
随着传感器在科学技术领域、工农业生产以及日常生活中发挥着越来越重要的作用，对传感器技术的要求也越来越高。
以下讨论的是传感器生产选用电阻应变片应着重考虑的因素及传感器在生产方面的应用。
2 电阻应变片的工作原理2.1 金属的电阻应变效应当金属丝在外力作用下发生机械型变时，其电阻值将发生变化，这种现象称为电阻的应变效应。
2.2 应变片的基本结构及量原理各种电阻应变片的结构大体相同，一般以合金电阻丝绕成形如栅栏的敏感栅，敏感栅粘贴在绝缘的基底上，电阻丝的两端焊接引出线，敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层。
用应变片测量受力应变时，将应变片粘贴于被测对象的表面。
在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。
通过转换电路转换为相应的电压或电流变化。
其存在如下关系式: R R ∆=k ·ε 式中:R R∆为电阻变化率;k 为灵敏系数; ε为应变值。
图1电阻应变片结构图2.3金属应变片的主要特性（1）灵敏系数灵敏系数是指应变片安装于试件表面，在其轴线方向的单项应力作用下，应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴相应变之比。
实验表明，电阻应变片的灵敏系数k恒小于电阻丝的灵敏度k。
,其原因除了粘结层传递变形失真外，还存在有横向效应。
金属电阻应变片的种类、材料及粘贴
金属电阻应变片的种类、材料及粘贴1．金属电阻应变片的种类金属电阻应变片种类繁多，形式多样，但常见的基本结构有金属丝式应变片、金属箔式应变片和薄膜式应变片。
其中金属丝式应变片使用最早、最多，因其制作简单、性能稳定、价格低廉、易于粘贴而被广泛使用。
2．电阻应变片的结构金属丝式电阻应变片由敏感栅、基底、盖层、黏合层和引线等组成。
图2-2为金属丝式应变片的典型结构图。
其中敏感栅是应变片内实现应变——．电阻转换的最重要的传感元件，一般采用的栅丝直径为0. 015～0.05 mm。
敏感栅的纵向轴线称为应变片轴线，L为栅长，n为基宽。
根据不同用途，栅长可为0.2～200 mm。
基底用以保持敏感栅及引线的几何形状和相对位置，并将被测件上的应变迅速、准确地传递到敏感栅上，因此基底做得很薄，一般为0. 02～0.4 mm。
盖层起防潮、防腐、防损的作用，用以保护敏感栅。
用专门的薄纸制成的基底和盖层称为纸基，用各种黏合剂和有机树脂薄膜制成的称为胶基，现多采月后者。
黏合剂将敏感栅、基底及盖层黏合在一起。
在使用应变片时也采用黏合剂将应变片与被测件黏牢。
引线常用直径为0.10～0.15 mm的镀锡铜线，并与敏感栅两输出端焊接。
金属箔式应变片的基本结构如图2-3所示，其敏感栅是由很薄的金属箔片制成的，厚度只有0. 01～0.10 mm，用光刻、腐蚀等技术制作。
箔式应变片的横向部分特别粗，可大大减少横向效应，且敏感栅的粘贴面积大，能更好地随同试件变形。
此外与金属丝式应变片相比，金属箔式应变片还具有散热性能好、允许电流大、灵敏度高、寿命长、可制成任意形状、易加工、生产效率高等优点，所以其使用范围日益扩大，已逐渐取代丝式应变片而占主要的地位。
但需要注意，制造箔式应变片的电阻值的分散性要比丝式的大，有的能相差几十欧姆，故需要作阻值的调整。
对金属电阻应变片敏感栅材料的基本要求如下。
①灵敏系数K。
值大，并且在较大应变范围内保持常数。
②电阻温度系数小。
应变片应用技术
应变片应用技术应变片应用技术一、应变片的分类电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。
1．金属电阻应变片金属电阻应变片分为丝式、箔式，薄膜式三种。
金属丝电阻应变片的典型结构见图。
它主要由粘合层1、3，基底2、盖片4，敏感栅5，引出线6构成。
金属箔式应变片的敏感栅，则是用栅状金属箔片代替栅状金属丝。
金属箔栅采用光刻技术制造，适用于大批量生产。
由于金属箔式应变片具有线条均匀、尺寸准确、阻值一致性好、传递试件应变性能好等优点，因此，目前使用的多为金属箔式应变片，其结构见下图。
2.薄膜式应变片薄膜式应变片的敏感栅是以蒸镀或溅射法沉积的金属、合金薄膜制成的。
其厚度一般在0.1μm以下。
实际上，通常是将薄膜式应变片与传感器的弹性体制成一个不可分割的整体，亦即在传感器弹性体的应变敏感部位表面上首先沉积形成很薄的绝缘层，然后在其上面沉积薄膜应变片的图形，然后再覆上一层保护层。
由于薄膜式应变片与传感器的弹性体之间只有一层超薄绝缘层（厚度仅为几个纳米），很容易通过弹性体散热，因此允许通过比其他种类应变片更大的电流，并可以获得更高的输出和更佳的稳定性。
3.半导体应变片（1）体型半导体应变片这种半导体应变片是将单晶硅锭切片、研磨、腐蚀压焊引线，最后粘贴在锌酚醛树脂或聚酰亚胺的衬底上制成的。
体型半导体应变片可分为6种。
①普通型:它适合于一般应力测量；②温度自动补偿型：它能使温度引起的导致应变电阻变化的各种因素自动抵消，只适用于特定的试件材料；③灵敏度补偿型：通过选择适当的衬底材料（例如不锈钢），并采用稳流电路，使温度引起的灵敏度变化极小；④高输出（高电阻）型：它的阻值很高（2～10千欧）,可接成电桥以高电压供电而获得高输出电压，因而可不经放大而直接接入指示仪表。
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应变计选择方法一、应变计的命名规则对于电阻应变计的命名，国际国内均未有统一的标准，一般各电阻应变计生产企业均按各自方式自行命名，以我公司对电阻应变计的命名规则举例如下：二、应变计选择方法在实际应用中，应遵循试验或应用条件（即应用精度、环境条件包括温度，湿度，环境恶劣状况，各类干扰，共模共地问题、试件材料大小尺寸、粘贴面积、曲率半径、安装条件等）为先，试件或弹性体材料状况（材料线膨胀系数、弹性模量、结构、大概受力状况或应力分布状况等）次之的原则，利用上述内容来选用与之匹配为最佳性价比的应变计。
下表列出了选择应变计应考虑的内容，仅适用于常规情况，不包括核辐射、强磁场、高离心力等特殊场合。
（A）选择应变计的步骤（1）首先根据应用精度、环境条件选择应变计的系列。
（2）根据试件材料大小尺寸、粘贴面积、曲率半径、安装条件、应变梯度选择敏感栅栅长。
（3）根据应变梯度、应力种类、散热条件、安装空间、应变计电阻等选择敏感栅结构。
（4）根据使用条件、功耗大小、最大允许电压等选择标称电阻。
（5）根据试件材料类型、工作温度范围、应用精度选择温度自补偿系数或弹性模量自补偿系数。
（6）根据弹性体的固有蠕变特性、实际测试的精度、工艺方法、防护胶种类、密封形式等选择蠕变补偿代号。
（7）根据实际需要选择应变计的引线连接方式。
（B）选择应变计的方法（1）应变计敏感栅长度的选择：应变计在加载状态下的输出应变是敏感栅区域的平均应变。
为了获得真实的测量值，通常应变计的栅长应不大于测量区域半径的1/5～1/10。
栅长较长的应变计具有易于粘贴和接线、散热性好等优点，对应变计的性能有一定的改善作用，但应根据实际测量需要进行选择，对于应变场变化不大和一般传感器用途，我们推荐用户选用栅长3～6mm的应变计。
如果对非均匀材料（如混凝土、铸铁、铸钢等）进行应变测量，应选择栅长不小于材料的不均匀颗粒尺寸的应变计，以便比较真实地反映结构内的平均应变。
对于应变梯度大的应变测量，应尽量选用敏感栅长度较小的应变计。
（2）应变计敏感栅材料和基底材料的选择：60℃以内、长时间、最大应变量在1000μm/m以下的应变测量，一般选用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛或聚酰亚胺为基底的应变计（BE 、ZF 、BA 及日用衡器类应变计系列）；150 ℃以内的应变测量，一般选用以康铜、卡玛合金箔为敏感栅、聚酰亚胺为基底的应变计（BA 系列）；60 ℃以内高精度传感器常用以康铜合金或卡玛合金箔为敏感栅、改性酚醛为基底的应变计（BF 、ZF 系列）。
（3）应变计敏感栅结构型式的选择：测量未知主应力方向试件的应变或测量剪应变时选用多轴应变计，前者可用三轴互相夹角为45°，或60°，或120°等的应变计，后者用夹角为9 0 °的二轴应变计；测量已知主应力方向试件的应变时，可选用单轴应变计；用于压力传感器的应变计可选用圆形敏感栅的多轴应变计；测量应力分布时，可选用排列成串或成行的5～10个敏感栅的多轴应变计。
应变计电阻多轴应变计；测量应力分布时，可选用排列成串或成行的5～10个敏感栅的多轴应变计。
（4）栅间距的选择我公司生产的双轴应变计的栅间距一般有L6＝ 6.0，L68=6.8，L7=7.0，L8=8.0，L0=10.5，L2=12.0，L4=14.0等，用户可根据需要自由选择不同栅间距的应变计。
（5）应变计电阻的选择：应变计电阻的选择应根据应变计的散热面积、导线电阻的影响、信噪比、功耗大小来选择。
对于传感器一般推荐选用350Ω、1000Ω电阻的应变计。
对于应力分布试验、应力测试、静态应变测量等，应尽量选用与仪器相匹配的阻值，一般推荐选用120Ω、350Ω的应变计。
（6）极限工作温度的选择此温度表示应变计的极限工作温度，在极限工作温度不高于℃时，一般在我们的产品命名中将省略此项。
（7）温度及弹性模量自补偿系数的选择应变计温度及弹性模量自补偿系数的选择可参照温度自补偿功能及弹性模量自补偿功能中所述来进行选择。
（8）蠕变标号的选择应变计型号中N※、T※为蠕变标号，标号不同，蠕变值不同，其规律是：相邻标号之间实际蠕变值相差0.01～0.015%FS/30min。
用户在选择应变计蠕变标号时可参照蠕变自补偿功能中所述的选用方法（9）接线方式的选择我公司生产的电阻应变计有多种接线方式，分为：①标准引线方式，BQ、BA、BB、ZF、ZCF、ZFF系列和结构形式为KA、BA、CA、BC、CB、CC、FD、AA-W、HA-W的应变计接线方式为圆柱状引线；BE、BF、BCF、BFF、RNF、RBF系列应变计接线方式为带状引线。
引线长度除HA系列的带状引线为25±2mm，其余均为30±3mm。
②带状引线方式，HA系列的引线长度为25mm和其余应变计引线长度为30mm时，型号中不必体现引线，除此以外，必须注明引线长度。
③其它引线方式，如漆包线、高温导线等。
（C）常用应变计参数选择时考虑的内容：进行应变测量或制造传感器时都必须根据实际情况选择应变计。
如下表列出了选择应变计参数应考虑的内容，仅适用于常规情况，不包括核辐射、强磁场、高离心力等特殊场合。
或弹性模量自补偿系数6 蠕变补偿代号 1.弹性体固有蠕变2.防护胶3.密封形式4.工艺方法5.所需精度应变计术语及应变计材料介绍一、电阻应变计主要结构及各部分名称如图所示：二、电阻应变计材料（1）敏感栅材料电阻应变计的敏感栅是用合金材料制成。
敏感栅在应变计中实现应变电阻转换，是决定应变计工作特性的主要部分。
本公司主要使用的有康铜箔材、卡玛箔材，此外还有退火康铜箔材。
（2）基底材料（a）纸制造电阻应变计的纸，一般为厚度小于0.06mm的棉纸、拷贝纸、卷烟纸或脱脂的电容器用纸等。
（b）胶膜目前，普遍用于制造应变计的胶膜是用不同成分的有机树脂制成。
它们的厚度约为0.02～0.04mm。
本公司常用的胶膜材料有改性酚醛树脂，聚酰亚胺树脂，环氧树脂，环氧－酚醛树脂等。
它们既可用于基底材料，又可用于粘结剂材料。
如果在有机树脂中加入玻璃纤维或其它纤维材料，则可增加胶膜的弹性模量和机械强度；减小蠕变；提高疲劳寿命；增大测量应变范围；提高材料耐温范围。
（c）浸胶玻璃纤维布玻璃纤维布是一种耐湿、耐热和电绝缘性好、机械强度高且质地柔软的材料。
浸胶玻璃纤维布是采用厚度不大于0.025mm的无碱玻璃纤维布，将粘结剂均匀涂覆在它的上面固化而成，其厚度约为0.04～0.05mm。
这种基底材料适用于制造低温、中温、高温应变计。
BHB、BAM、BAB250℃应变计命名规则BHB、BAM、BAB250℃应变计简介一、应变计命名二、特点简介1.BHB系列应变计简介进口玻璃纤维增强环氧基底，蠕变和回零性能优异，吸湿率低≤0.5%，耐湿热性好,湿热稳定性≤45PPM，响应速度快，适用于C3级及以上传感器。
主要技术指标基底厚度（um）32±5密封层厚度（um）20±2基底材料玻璃纤维增强环氧树脂敏感栅材料康铜箔典型电阻值（Ω）120，350，1000对平均电阻值公差（%）≤±0.15灵敏系数 2.00～2.20灵敏系数分散（%）≤±1使用温度范围（℃）-30～+80温度自补偿系数9，11，16，23，27温度补偿精度（um/m/℃）0.5绝缘电阻（MΩ）10000应变极限 2.0％疲劳寿命（±1000）100000002.BAM系列应变计简介特种聚酰亚胺薄膜基底，厚度薄，抗湿热性优异，湿热稳定性≤35PPM，吸湿率低≤0.6%，蠕变和回零佳，性能一致优异，有一定韧性，粘贴方便，适用于C3级及以上传感器。
主要技术指标3.BAB250℃系列应变计简介进口玻璃纤维增强聚酰亚胺基底，耐热性好，绝缘性强，基底薄，稳定可靠，适用于250℃以内高精度构件应力分析和传感器。
主要技术指标三、使用注意事项1.BHB系列、BAM系列应变计贴片可选用我公司配套的高性能环氧贴片胶：H-600、H-610；2.客户在焊接引线时，请注意控制温度和焊接时间，应迅速焊接，避免高温对应变计焊端产生损伤，降低绝缘强度。
推荐焊接温度280℃，不超过330℃。
3. BHB、BAB系列应变计基底较脆，使用时应小心夹持，请注意轻拿轻放，避免损伤应变计。
4. 如用户有特殊引线焊接要求，请按应变计的命名规则说明相应接线方式。
电阻应变计参数一、敏感栅电阻两焊点之间的电阻为敏感栅电阻。
敏感栅电阻的选择应根据应变计的散热面积、导线电阻的影响、信噪比、功耗大小来选择。
对于传感器一般推荐选用350Ω、1000Ω电阻的应变计。
应变计电阻大，可以减小导线电阻对电路灵敏度的影响，并能提高电路的信噪比。
然而，在面积有限的情况下，若阻值太高，则应变计的栅条应特别细，对任何一点划痕、针孔、缺口都比较敏感，与基底的粘结力也将下降，稳定性变差，给制造和使用都带来一定的困难。
我公司提供常用应变计的电阻值有：60Ω、120Ω、350Ω、500Ω、600Ω、650Ω、750Ω、1000Ω、1100Ω、2000Ω等。
二、敏感栅栅长应变片中把应变量变换成电量部分的长度，如图1所示。
栅长是应变计选择的一个重要参数。
应变计的输出是敏感栅覆盖面积内的平均应变，在应力集中区域，峰值应变常局限在很小的区域内，若选用较大栅长的应变计，将造成明显的测量误差，如图2曲线图所示，对于传感器则灵敏度下降。
然而，过小栅长的应变计（如栅长小于3mm），许多性能将下降,尤其是应变极限蠕变、静态测量稳定性以及疲劳寿命等。
较长的应变计有许多优点，如易于粘贴和接线，散热性好，单位面积上的功耗小。
这对于在塑料和其它热传递性能不佳的试件上使用的应变计来说是十分重要的。
散热不良，将造成敏感栅、基底、粘结剂和试件表面的局部高温，从而严重影响应变计的性能和精度。
此外，对于非均匀材料，如混凝土、铸铁、铸钢等，一般要求栅长大于材料的不均匀尺寸，才能比较真实的反映结构内的平均应变。
然而，栅长也不是越长越好。
过长的应变计性能改善并不多，粘贴质量不易保证，而且过短或过长的应变计成本较高。
综上所述，应用于金属材料上的测量，一般都选择栅长为3～6mm的应变计。
三、应变计的敏感栅结构型式及图样敏感栅结构形状包括敏感栅的形状、数目和方向，横栅尺寸，焊端的形状及分布，敏感栅的横向宽度等，现以中航电测仪器股份有限公司应变计分类方法来做介绍：可分为单轴应变计，多轴应变计和复式应变计。
（1）单轴应变计的主要特征是具有单一敏感栅，用于测量敏感栅轴线方向应变。
结构型式有“AA”和“AB”两种。
其中“AA”的敏感栅为单轴水平方向结构型式；“AB”为单轴45°敏感栅结构型（2）双栅应变计的主要特征是有两个敏感栅，两栅轴向相互成90°或0°，一般情况下，使用这些应变计必须事先预知其应力或应变方向。