应变测试信号处理电路

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基于应变测试技术的手机跌落碰撞下BGA芯片失效分析

基于应变测试技术的手机跌落碰撞下BGA芯片失效分析林魁【摘要】随着智能手机的应用越来越普遍,手机已经成为一个巨大的产业.手机使用过程中经常发生跌落导致手机故障已经成为手机的主要失效模式之一,对手机的返修率和客户体验带来巨大影响.手机跌落导致手机内大量使用的BGA封装的芯片失效是故障的主要原因之一,造成这一故障的机理是手机落地时与地面碰撞带来的冲击力造成手机电路板发生瞬间形变,进而导致BGA封装的焊球掰断,导致芯片失效.本研究通过金像切片、应变测试、真机跌落等三个实验对手机跌落现象进行研究,通过这种方法,工程师可以对跌落造成的电路板应变量进行量化,为改善手机抗跌设计提供参考.【期刊名称】《数字通信世界》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】3页(P13-15)【关键词】跌落测试;BGA;失效分析;应变测试【作者】林魁【作者单位】福建省移动支付研究与应用研究重点实验室,福州 350000【正文语种】中文【中图分类】TN929.53;TN916.381 引言手机跌落故障除了液晶屏破碎外，还很常见一种现象，只有更换主板才能修复。

在二级维修时，通过数据统计，主要原因是BGA焊球断裂导致BGA芯片失效，通过红墨水虹吸实验，看到红墨水侵入焊盘，说明该处焊球发生了断裂。

这种故障需要重新焊接BGA芯片才能修好，维修成本较高。

要根本上解决这一问题，减少该问题造成的损失，需要找到一种方法找到故障的根本原因，并对失效因子进行量化，才能有的放矢地改进设计，提升产品抗跌性能。

2 手机跌落失效机理分析通过对收集到的故障品进行金像切片后，在金像显微镜下看到焊球底部有微裂纹（见图1）。

从裂纹的形状判断，这种裂纹是由机械应力引起的，而追究机械应力的来源可以发现，电路板发生形变时会产生机械应力，并导致焊球被掰断。

电路板变形有两种可能，一种是在装配过程中结构件、测试治具和螺丝锁付等环节施加在主板上的应力，根据IPC-9704规范（IPC-JEDEC-9704A-2012 Guidance for Strain Gage Limits for Printed Circuit Assemblies）要求，一般执行规范的厂家都会应变测试仪测试制程各环节上BGA四周的电路板应变量，而且这种形变带来的应力是持续应力，对应到产品上一般会发生早期失效，与跌落失效的情形不符。

电阻应变式传感器的测量电路

图1 电子秤平剖图1 台面壳体２均压框架３电阻应变片４弹性体５补偿电阻６可调支撑脚７底座如图１所示，底座通过贴有电阻应变片的双孔型等强度弹性体梁与均压框架相接，均压框架用螺钉与壳体相联。

弹性体是应变式力传感器将力转换为应变量的关键部件。

研究结果表明，双孔梁弹性体按刚架计算比按平行梁计算精确，而且桥路输出和载荷之间的线形好、灵敏度高。

非线性和灵敏度与竖梁的长度和刚度无关。

由于采用陶材料设计制作弹性梁，其灵敏度结构系数不仅取决于弹性体结构形式和应变区的选择，而且和陶瓷材料的微结构、质量及机械强度等因素密切相关。

为此，进行了双孔梁的应力分析、抗冲击载荷分析、额定载荷计量等，并用计算机进行了有限元分析。

经模拟验证分析，选用图1a所示的双孔梁结构形式。

该梁的应力分布均匀对称，其应力最大点在弹性梁的最薄偏离两端处。

根据图1a所示的结构形式：ε＝M／W．E （1）式中：ε为应变量；M为弯矩；W为抗弯模数；E为弹性模量。

对于这类应变式弹性体上的全等臂电桥，其输出电压V0和桥压Vi有如下关系：V 0＝GF．ε．Vi（2）式中：GF为应变电阻的应变系数。

将式（1）代入式（2），可得：V 0＝GF．M．Vi／W．E （3）对于矩形截面，W＝1／6b．h2式中：b为弹性体承载面宽度；h为弹性体承载梁厚度。

由A—A剖面分析，负荷F必须由一对剪力F／2与之平衡。

若取一应变电阻进行分析，F／2对应变电阻中心点的弯距为M：M＝F（L／2－X）／2 （4）以式（4）代入式（3），可得：V 0＝3F（L／2－X）GF．Vi／b．h2．E （5）由式（5）可见，双孔梁的桥路输出和载荷F之间具有良好的线形，而且灵敏度高。

)(434211R R R R R R E +-+=))((43214231R R R R R R R R E ++-•电阻应变式传感器的测量电路电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。

应变测试原理

应力应变测试原理电阻应变测量方法是将应变转换成电信号进行测量的方法，简称电测法。

电测法的基本原理是：将电阻应变片（简称应变片）粘贴在被测构件的表面，当构件发生变形时，应变片随着构件一起变形，应变片的电阻值将发生相应的变化，通过电阻应变测量仪器（简称电阻应变仪），可测量出应变片中电阻值的变化，并换算成应变值，或输出与应变成正比的模拟电信号（电压或电流），用记录仪记录下来，也可用计算机按预定的要求进行数据处理，得到所需要的应变或应力值。

其工作过程如下所示：应变——电阻变化——电压（或电流）变化——放大——记录——数据处理电测法具有灵敏度高的特点，应变片重量轻、体积小且可在高（低）温、高压等特殊环境下使用，测量过程中的输出量为电信号，便于实现自动化和数字化，并能进行远距离测量及无线遥测。

(R=ρL/A)在使用应变片测量应变时，必须用适当的办法测量其电阻值的微小变化。

为此，一般是把应变片接入某种电路，让其电阻值的变化对电路进行某种控制，使电路输出一个能模拟该电阻值变化的信号，然后，只要对这个电信号进行相应的处理就行了。

常规电测法使用的电阻应变仪的输入回路叫做应变电桥，它是以应变片作为其部分或全部桥臂的四臂电桥。

它能把应变片电阻值的微小变化转化成输出电压的变化。

在此，仅以直流电压电桥为例加以说明。

一、电桥的输出电压电阻应变仪中的电桥线路如图A -4所示，它是以应变片或电阻元件作为电桥桥臂。

可取1R 为应变片、1R 和2R 为应变片或1R ～4R 均为应变片等几种形式。

A 、C 和B 、D 分别为电桥的输入端和输出端。

根据电工学原理，可导出当输入端加有电压I U 时，电桥的输出电压为()()I43214231O U R R R R R R R R U ++-=当0O =U 时，电桥处于平衡状态。

因此，电桥的平衡条件为4231R R R R =。

当处于平衡的电桥中各桥臂的电阻值分别有1R ∆、2R ∆、3R ∆和4R ∆的变化时，可近似地求得电桥的输出电压为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆≈44332211I O 4R R R R R R R R U U 由此可见，应变电桥有一个重要的性质：应变电桥的输出电压与相邻两桥臂的电阻变化率之差、相对两桥臂电阻变化率之和成正比。

第3-2章测量电路(电阻应变测量技术)

电桥电压输出的幅度与k、ε +及Vm成正比，其频率和相位都和载波电压一样。
当试件受静态压缩应变ε-时，将使Rl变为Ro-△R t，对应的电桥输出电压为
1 Rt 1 Vm sint k Vm sin(t ) 4 R0 4 相位与载波电压相差π ，其余与拉应变的情况相仿。 U BD
§3-2 测量电路
应变片的接入方式：单桥
半桥
全桥
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3
§3-2 测量电路
一、直流电桥
由四个电阻Rl，R2， R3，R4，组成四个桥臂； A ， C 为供桥端，接电压为E的直流电源，B，D为输出端，电桥的输出电压为
U BD
R1 R3 R2 R4 .E ( R1 R2 )( R3 R4 )
§3-2 测量电路
• 第一次转换：应变片将应变信号转换成电阻相对变化量。 • 第二次转换：应变基本测量电路则是将电阻相对变化量再转换成电压或电流信号，以便显示、记录和处理。 • 电阻应变仪－应变测量电路：通常转换后的信号很微弱，必须经调制、放大、解调、滤波等变换环节才能获得所需的信号。 • 惠斯登电桥电路：按电源供电方式分，直流电桥和交流电桥。电桥电路可有效地测量10-3~10-6数量级的微小电阻变化率，且精度很高，稳定性好，易于进行温度补偿，所以，在电阻应变仪和应变测量中应用极广。
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2r kR
零位测量法与电源电压无关，电源电压变化不影响测量结果，故测量精度较高，但测量时电桥需要重新平衡，较麻烦，只用于静态测试。
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导线温度变化的影响？

应变片电路

应变片电路
应变片电路通常由应变片、电桥电路和放大器组成。

应变片是一种能将机械变形转换为电阻变化的传感器，常用于力学测量中。

其基本结构包括基底、敏感栅、覆盖层、粘合层和引出线等部分。

当被测试元器件受到力而产生应变时，应变片能将这种应变转化为电阻变化。

为了将这种微小的电阻变化转化为可测量的电压信号，应变片需要与电桥电路一起使用。

电桥电路由四个桥臂组成，其中一个或多个桥臂接应变片，其余桥臂接固定电阻。

当应变片发生应变时，其电阻值发生变化，导致电桥电路失去平衡，输出电压信号。

该电压信号与施加的应变成正比，因此可以用于测量应变或力。

由于应变片电桥电路的输出信号通常很微弱，因此需要使用放大器进行信号放大。

放大器可以采用直流放大器或交流放大器，具体选择取决于应变片电路的应用场景和要求。

在实际应用中，为了防止零点漂移等现象，多采用交流放大器对信号进行放大处理，因此应变片电桥电路一般都采用交流电供电，组成交流电桥。

电阻应变测量原理及方法

电阻应变测量原理及方法目录电阻应变测量原理及方法 (4)1. 概述 (4)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类62.1电阻应变片的工作原理 (6)2.2电阻应变片的构造 (8)2.3电阻应变片的分类 (10)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (15)3.1电阻应变片的工作特性 (15)3.2电阻应变片工作特性的标定 (23)4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (29)4.1电阻应变片的选择 (29)4.2电阻应变片的安装 (31)4.3电阻应变片的防护 (34)5. 电阻应变片的测量电路 (34)5.1直流电桥 (35)5.2电桥的平衡 (40)5.3测量电桥的基本特性 (42)5.4测量电桥的连接与测量灵敏度.. 436. 电阻应变仪 (53)6.1静态电阻应变仪 (54)6.2测量通道的切换 (57)6.3公共补偿接线方法 (61)7. 应变-应力换算关系 (63)7.1单向应力状态 (64)7.2已知主应力方向的二向应力状态 (64)7.3未知主应力方向的二向应力状态 (65)8. 测量电桥的应用 (67)8.1拉压应变的测定 (68)8.2弯曲应变的测定 (72)8.3弯曲切应力的测定 (74)8.4扭转切应力的测定 (76)8.5内力分量的测定 (77)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。

该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。

电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），图1 用电阻应变片测量应变的过程随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。

应变测量_实验报告

一、实验目的1. 理解应变测量的基本原理和实验方法。

2. 掌握电阻应变片的工作原理及其在应变测量中的应用。

3. 学习电桥电路在应变测量中的作用和调试方法。

4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理应变测量是研究材料在受力后产生的变形程度的重要方法。

本实验主要利用电阻应变片和电桥电路进行应变测量。

电阻应变片是一种将机械应变转换为电阻变化的传感器，其基本原理是电阻应变效应。

当电阻应变片受到拉伸或压缩时，其电阻值会发生变化，从而将应变信号转换为电阻信号。

电桥电路是一种常用的测量电路，其基本原理是将电阻应变片接入电桥电路中，通过测量电桥的输出电压来反映应变片电阻的变化。

本实验采用半桥接法，即只将一个应变片接入电桥电路中。

三、实验仪器1. 电阻应变片：将应变片粘贴在被测物体表面，用于感受物体的应变。

2. 电桥电路：由四个电阻组成，用于将应变片的电阻变化转换为电压信号。

3. 数字多用表：用于测量电桥的输出电压。

4. 拉伸装置：用于施加拉伸力，使被测物体产生应变。

5. 计算机及数据采集软件：用于实时采集和记录实验数据。

四、实验步骤1. 将电阻应变片粘贴在被测物体表面，确保粘贴牢固且无气泡。

2. 将电阻应变片接入电桥电路中，采用半桥接法。

3. 连接好电桥电路，并连接数字多用表。

4. 打开计算机，启动数据采集软件，设置采样频率和采集时间。

5. 在拉伸装置上施加拉伸力，使被测物体产生应变。

6. 观察数字多用表的读数，记录电桥的输出电压。

7. 改变拉伸力的大小，重复步骤5和6，记录不同拉伸力下的电桥输出电压。

8. 利用数据采集软件分析实验数据，绘制应变-电压曲线。

五、实验结果与分析1. 实验结果如图所示，显示了不同拉伸力下电桥的输出电压。

2. 根据实验数据，绘制应变-电压曲线，分析应变与电压之间的关系。

3. 通过比较不同拉伸力下的应变-电压曲线，可以发现应变与电压之间存在线性关系。

六、实验结论1. 电阻应变片能够有效地将应变转换为电阻信号，实现应变测量。

测试技术与信号处理试验报告

测试技术与信号处理实验报告学院：班级：学号：姓名：指导老师：实验二金属箔式应变片——半桥性能实验实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。

二、基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。

当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2。

三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、直流电压表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。

四、实验步骤：1、根据图(2-1)应变式传感器的插头插入应变传感器模块（Ti）上。

传感器中各应变片就接入了模板。

的左上方的R1、R2、R3、R4。

加热丝贴在应变传感器上，用时插入+5V直流电源，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。

图2-12、接入模板电源±15V(从主控台引入)，检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益电位器R w3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，V o1与Vi2连接，输出V o2与主控台面板上直流电压表输入端+相连，调节实验模板上调零电位器RW4使直流电压表显示为零(直流电压表的切换开关打到2V档)。

关闭主控台电源。

3、根据图2-2接线。

R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即将传感器中两片受力相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片作为电桥的相邻边。

接入桥路电源±4V，调节电桥调零电位器R w1进行桥路调零。

图 2-24\在电子称上放置一只砝码，读取直流电压表数值，依次增加砝码和读取相应的直流电压表值，直到200g砝码加完。

记下实验结果填入表2-1，关闭电源。

根据表2-1计算系统灵敏度S：S=Δu/ΔW(Δu输出电压变化量；ΔW重量变化量)；计算非线性误差：δf1=Δm/y F·S×100%式中Δm为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差；y F·S为满量程输出平均值。

测力传感器测力原理

测力传感器测力原理测力传感器是一种用于测量物体受力的设备，它能够将物体所受的力转化为电信号输出。

通过对测力传感器的测力原理的深入理解，我们可以更好地了解它的工作原理和应用。

一、测力传感器的概述测力传感器是一种能够测量物体受力的装置，它通常由金属应力元件、敏感元件和信号处理电路组成。

当物体施加在测力传感器上时，金属应力元件会发生形变，进而导致敏感元件电阻值的改变。

信号处理电路会将这个变化转化为电信号输出，供后续的数据处理和分析。

二、测力传感器的测力原理1. 应变片原理应变片是测力传感器中常用的敏感元件之一，它是一个金属片，具有良好的弹性和导电性。

当物体施加在测力传感器上时，应变片会发生形变，形成由拉伸或压缩引起的应变。

这些应变会导致应变片电阻值的变化，进而改变电流或电压的输出。

2. 压阻式传感器原理压阻式传感器也是常见的测力传感器之一，它通过测量压阻材料电阻值的变化来判断受力情况。

当物体施加在测力传感器上时，压阻材料会受到压力，导致电阻值发生变化。

通过测量这个变化，可以确定受力的大小。

3. 电容式传感器原理电容式传感器是另一种应用广泛的测力传感器类型。

它利用电容的变化来测量物体的受力情况。

当物体施加在测力传感器上时，电容器间的距离或者电容介质的介电常数会发生变化，从而改变电容的值。

通过测量电容的变化，可以确定物体所受的力的大小。

三、测力传感器的应用测力传感器在各个领域中都有广泛的应用，以下是其中几个典型的应用案例：1. 工业自动化测力传感器在工业自动化中扮演着重要的角色。

它可以用于测量机械设备受力情况，从而判断设备的健康状况和工作效率。

例如，测力传感器可以用于测量机械臂的受力情况，以确保其正常运行并避免超负荷工作。

2. 负载监测测力传感器常用于负载监测系统中，用于测量各式各样的物体的重力或受力。

比如，在一个起重机中，安装了测力传感器可以准确测量吊物的重量，确保安全起吊，并防止超重。

3. 材料测试测力传感器还可以用于材料测试领域，例如在拉伸试验中。

应变式加速度测试系统与信号处理设计

应变式加速度测试系统与信号处理设计年级:学号:姓名:专业:指导老师:年月测试专业传感器与信号处理课程设计任务书本课程设计采用低频《应变式加速度传感器》为振动信号检出器，对车辆振动检测系统进行较全面的设计。

主要内容包括：传感器设计，供桥电源设计，信号调理器设计，仿真分析，测试信号分析与处理等。

通过该课程设计，使同学们初步掌握传感器与测试系统的设计步骤和方法，以及信号分析与处理的基本技术，培养同学们的设计能力。

一、应变式加速度传感器概念能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用信号输出的器件或装置，称为传感器，通常由敏感元件和转换元件组成。

应变式加速度传感器是一种低频传感器，由弹性梁，质量块，应变片及电桥等组成，质量块在加速度作用下，产生惯性力使弹性梁变形来获取信号，是车辆振动测量常用传感器。

二、测试系统的组成1、应变式加速度传感器，检出振动信号；2、供桥电源（恒流源）及系统电源；3、信号调理器：放大器、滤波器及积分电路等。

三、应变式加速度传感器技术指标量程：±50 g；频率范围：0.01～149Hz；非线性误差：≤0.05灵敏度：≥0.001(v/g)外壳尺寸：不大于16mm×16mm×20mm；重量：不大于15g；供桥电压：2V～24V（DC）。

测试系统其它部分的技术指标应与传感器指标相匹配。

四、设计的主要内容1、测试系统2、仿真分析3、测试实验4、测试信号分析与处理目录设计计算 (1)一、加速度测试系统的原理与结构 (1)二、传感器设计 (1)1.应变式加速度传感器简介： (1)2.设计计算： (2)3.设计结果: (4)三、信号调理器设计 (5)1、电桥放大器设计： (6)2、滤波器设计 (9)3、积分电路设计 (12)4、有效值、峰值检测电路设计 (17)四、供桥电源设计 (21)1.设计指标 (21)2.小型变压器设计原理 (21)3.稳压电路图主要原件、性能 (22)5.电路设计、原件选取原则 (23)五、传感器、信号调理器电路总成 (24)六、加速度信号测试与信号分析处理 (25)1. 振动加速度信号测试 (25)2. 信号分析处理 (26)七、总结 (28)附录数据处理程序 (29)应变式加速度传感器放大器低通滤波器积分电路峰值检测供桥电源（恒流源）及系统电源数据采集计算机分析处理信号调理器设计计算一、加速度测试系统的原理与结构应变式加速度传感器是一种能够测量加速度、速度和位移的传感器。

ni动态应变仪消除50hz干扰的方法

ni动态应变仪消除50hz干扰的方法引言：在工程测量中，我们经常会遇到各种干扰源对测量结果产生影响的情况。

其中，50hz干扰是一种常见的干扰源，特别是在电力系统领域。

为了获得准确的测量结果，我们需要采取一些方法来消除这种干扰。

本文将介绍一种利用ni动态应变仪消除50hz干扰的方法。

方法：1. 调整采样频率：首先，我们需要调整ni动态应变仪的采样频率。

通常，50hz干扰是由电力系统的工频引起的，因此我们需要将采样频率设置为高于50hz的数值，以确保能够准确采集到干扰信号。

2. 使用差分输入：对于ni动态应变仪，我们可以选择使用差分输入模式。

差分输入模式可以有效地抵消掉共模干扰信号，进一步减小50hz干扰的影响。

在使用差分输入时，我们需要注意保证差分电压输入的平衡性，以获得最佳的抗干扰效果。

3. 滤波处理：为了进一步消除50hz干扰，我们可以在信号采集后进行滤波处理。

滤波处理可以通过去除掉频谱中的50hz分量来减小干扰信号的影响。

常用的滤波方法包括数字滤波和模拟滤波两种。

对于ni动态应变仪，我们可以通过软件配置滤波器参数来实现数字滤波。

4. 增加抗干扰电路：如果以上方法无法有效消除50hz干扰，我们可以考虑增加抗干扰电路来进一步减小干扰的影响。

抗干扰电路可以针对不同的干扰源设计，以降低其对测量信号的干扰程度。

常见的抗干扰电路包括差分放大器、共模抑制电路等。

5. 地线布局优化：地线布局对于减小50hz干扰也起到了重要的作用。

合理的地线布局可以降低电磁干扰对测量信号的影响，进一步提高测量的准确性。

在布线时，我们需要注意将地线与信号线分开布置，避免它们之间的干扰。

结论：通过以上方法，我们可以有效地消除50hz干扰对ni动态应变仪测量结果的影响。

调整采样频率、使用差分输入、滤波处理、增加抗干扰电路和优化地线布局等方法的综合应用，可以提高测量的准确性和可靠性。

在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的方法，并不断进行优化和改进，以获得最佳的抗干扰效果。

应变测试操作指南

应变测试操作指南在工程领域和科学研究中，应变测试是一项至关重要的技术，它能够帮助我们了解材料和结构在受力情况下的变形情况，为设计、分析和优化提供重要的数据支持。

下面，将为您详细介绍应变测试的操作流程和注意事项。

一、测试前的准备工作1、确定测试目的和要求首先，需要明确为什么要进行应变测试，是为了评估结构的强度、验证设计假设，还是研究材料的力学性能？根据测试目的，确定所需测量的应变类型（如拉伸应变、压缩应变、弯曲应变等）、测量精度和测试范围。

2、选择合适的应变测试方法应变测试方法有多种，常见的包括电阻应变片法、光纤光栅应变测量法、数字图像相关法等。

电阻应变片法是应用较为广泛的一种，具有精度高、稳定性好等优点；光纤光栅应变测量法则适用于高温、强电磁干扰等恶劣环境；数字图像相关法可以实现全场应变测量。

根据具体的测试条件和要求，选择合适的测试方法。

3、准备测试设备和仪器根据所选的测试方法，准备相应的设备和仪器。

例如，电阻应变片法需要应变片、应变仪、数据采集系统等；光纤光栅应变测量法需要光纤光栅传感器、解调仪等。

确保设备和仪器经过校准，并且在有效期内。

4、试件的准备对要测试的试件进行处理，使其表面平整、清洁，以便于粘贴应变片或安装其他传感器。

对于金属试件，需要去除表面的氧化层和油污；对于混凝土试件，需要打磨表面，使其粗糙但平整。

5、制定测试方案包括测试点的布置、加载方式、加载顺序、数据采集频率等。

测试点的布置应根据结构的受力特点和分析需求来确定，通常在应力集中部位、关键截面等处设置测试点。

二、应变片的粘贴与连接1、应变片的选择根据测试要求选择合适的应变片，如电阻值、敏感栅尺寸、基底材料等。

应变片的电阻值一般为120Ω 或350Ω，敏感栅尺寸应根据测量精度和试件表面状况来选择。

2、表面处理在粘贴应变片之前，对试件表面进行清洁、打磨和脱脂处理，以提高应变片与试件之间的粘结强度。

使用砂纸轻轻打磨表面，然后用无水乙醇或丙酮擦拭干净。

应变片式加速度传感器设计

应变片式加速度传感器设计1.设计原理2.结构设计传感器的主要结构包括应变片、桥路电路和信号处理电路。

2.1应变片应变片是传感器的关键部件，通常采用金属材料或半导体材料制成。

当物体受到加速度的作用时，应变片会发生形变，形变的大小与加速度呈正比。

应变片上的应变电阻会随着形变发生变化，从而产生电阻值的变化。

2.2桥路电路为了能够测量应变片上电阻值的变化，需要构建一个桥路电路。

常见的是通过四个电阻构成的Wheatstone桥路。

其中两个电阻为应变片上的电阻，另外两个电阻为参考电阻。

当应变片发生形变，引起电阻值的变化时，桥路电路会输出一个电压信号。

2.3信号处理电路传感器的信号处理电路用于将桥路电路输出的电压信号转换为对应的加速度值。

常见的信号处理电路包括放大电路、滤波电路和模数转换电路。

放大电路用于放大传感器输出的微弱电压信号，滤波电路用于滤除高频杂波，模数转换电路将模拟电压信号转换为数字信号。

3.应用3.1工业控制在工业控制中，可以使用应变片式加速度传感器测量震动、振动和冲击等物理量，从而监测设备和机械的状态，提前预警并进行故障诊断。

3.2车辆安全在汽车、火车等交通工具中，应变片式加速度传感器可以用于检测车辆发生的碰撞、刹车、加速等事件，从而触发安全气囊、防滚系统等被动安全装置的工作。

3.3航空航天在航空航天领域，应变片式加速度传感器可以用于测量飞机、火箭等飞行器所受到的加速度变化，从而检测飞行器的动态行为和状态。

总结：应变片式加速度传感器基于应变电阻效应，通过测量电阻值的变化，实现对物体加速度的测量。

传感器结构包括应变片、桥路电路和信号处理电路。

应变片式加速度传感器在工业控制、车辆安全、航空航天等领域有广泛的应用。

应变测试信号处理电路设计

应变测试信号处理电路设计
孟凡勇;孟立凡;王华斌
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2009(000)009
【摘要】电阻应变式传感器应用十分广泛.利用电阻应变式传感器作为转换器件进行力的测试是一种常用的测力方法,但是由应变传感器直接输出的信号很微弱,需进行信号调理才能进行数字化处理.本文通过对应变传感器输出信号的分析,设计了一种高精度应变测试放大滤波电路作为微弱应变信号的前置处理电路.电路以高精度仪表放大器AD620与高精度运放OP07作为核心器件.经过实验证明其效果良好,线性失真很低,满足工程运用的要求.
【总页数】4页(P74-77)
【作者】孟凡勇;孟立凡;王华斌
【作者单位】中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051;中北大学电子测试技术国家重点实验室,太原,030051
【正文语种】中文
【中图分类】TN721.3
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应变测试方法

测量的基本概念
线性度－要求输入与输出的关系是线性；灵敏度－输出的变化量与输入变化量的比值；滞后现象－输入量增、减时，输出量不同，出明显滞后现象；灵敏度与分辨率－当输入量由零增大时，能够测量到的最小值称为灵
敏度；零飘与温飘－输入量不变，环境温度不变，输出量随时间变化成
为零飘；外界温度变化所引起的变化成为温飘；
将应变片贴于平面应变场中．若沿应变片轴线方
向的应变记为 x，垂直于轴线方向的横向应变记
为，剪y 应变记为，则 x y应变片敏感栅的电阻相
对变化可表示为下式：
பைடு நூலகம்
R RKxxKyyKxyxy
RRKxx Kyy
H Ky 100% Kx
电阻应变片的性能参数
温度效应： - 当电阻应变片安装在无外力作用、无约束的构件表面上时，
电阻应变片的构造
电阻应变片的性能参数
横向效应系数(H): 通常要求应变片的指示应变值只反映构件b 表面的应变片轴线方向上的应变。然而，应变片的敏感栅中除了有纵栅外，还有圆弧形或直线形的横栅，横栅的电阻变化是由于构件表面轴向应变和横向应变共同作用的结果，因此应变片具有横向效应H。
电阻应变片的参数－H
电阻应变片的性能参数
稳定性
电阻应变片的稳定性是指在工作条件恒定的情下，经历规定的时间后，仍能保持原有性能参数的能力。它是反映电阻应变片长期静态工作能力的重要性能。通常，电阻应变片的稳定性用应变片的电阻值漂移和蠕变大小来表示。
应变片的分类：
应变片的分类：
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－1953年．P·杰克逊利用光刻技术，首次制成了箔式应变片，随着微光刻技术的进展，这种应变计的栅长可短至0.178mm