应变片，电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别各有何优缺点
来源：整理 编辑：五合装修 2024-05-15 00:04:19
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1，电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别各有何优缺点
1、金属电阻应变片与半导体应 变片在工作原理上有何区别？各有何 优缺点？应如何针对具体情况选用？ 金属电阻应变片是基于金属的电 阻应变效应原理。半导体应变片是基 于压阻效应。压阻式的优点：1. 灵敏 度高 2. 机械滞后小，横向效应小，精 度高，体积小、重量轻、动态频响 高，易于集成 缺点：温度稳定性差， 灵敏度分散度大，较大的应力作用下 非线性误差大，机械强度低。 电阻应 变式传感器特点： 1精度高，测量范 围广； 2使用寿命长，性能稳定可靠； 3 结构简单，体积小，重量轻； 4频率响应较好，既可用于静态 测量又可用于动态测量； 5价格低 廉，品种多样，便于选择和大量使 用。
2，使用应变片进行钢筋混凝土弯剪扭的力学性能试验时应变片具体张贴在哪
在进行钢筋混凝土弯剪扭的力学性能试验时，应变片应该粘贴在关键的应变集中区域，以确保能够准确地测量应变。以下是一些推荐的张贴位置：弯曲区域：对于弯曲试验，应变片应该张贴在距离受力点较近的弯曲区域，通常是在梁的底面或侧面。剪切区域：对于剪切试验，应变片应该张贴在距离剪切平面较近的位置，通常是在梁或板的侧面。扭转区域：对于扭转试验，应变片应该张贴在距离扭转区域较近的位置，通常是在梁或板的侧面。连接区域：如果试验涉及连接点或节点的性能，应变片应该张贴在连接点附近，以捕捉连接处的应变情况。关键受力点：应变片应该张贴在预计受力最大的区域，以确保测量的准确性和敏感性。
3，应变片的应变片的分类
按材料分： 金属式体型——2113丝式、箔式、薄膜型；半导体式体型——薄膜型、扩散型、 外延型、PN结型 按结构分：单片、双片、特殊形状 按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下；主要特点：1、 部分应变片具有自补偿功能，不5261需要补偿片，自身就能抑制应变温度漂移4102的功能。 2、 产品品种多、可以给客户在不同的测量场合，提供完善应变测量选择，主要有：普通、低温、1653高温、超高温防水、复合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半导体、测残余应力、等非常完善的产品规格和型号。 3、 测量温度范围广：回-269℃-800℃ 4、 产品稳定答性好、长时间测量，产品测量结果稳定。 5、 产品的测量形状多样，可以测量多种力学信号，如：测量扭矩、剪切应力、集中应力、等等。
4，应变片怎么测应变
应变片通常指的是薄膜电阻应变片，它是一种电阻器件，能够将应变信号转换为电阻变化信号。应变片的电阻变化率与应变之间的关系一般是呈现线性关系的。应变片的电阻变化率（r）是应变片电阻变化量（ΔR）与起初电阻值R0的比值，可以表示为：r=ΔR/R0。而应变片的电阻变化量则是应变片受到应变时，电阻值相对于原先的值R0的变动量，可以表示为：ΔR=GF*R0*ε，其中GF是应变灵敏度系数，ε是应变值。因此，电阻变化率与应变之间有如下关系：r=GF*ε。其中GF是应变片的材料特性，ε是应变片受到的应变量，这个值可以通过应变片的安装方式以及应变片的形状等参数进行计算和测量。需要注意的是，应变片的输出电压一般比较小，为了测量和放大信号，常需要采用放大电路或信号调理模块等辅助电路来进行放大和处理。
5，电阻应变片的介绍
电阻应变片，是由用于测量应变的元件。它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化。电阻应变片是由Φ=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状（或用很薄的金属箔腐蚀成栅状）夹在两层绝缘薄片中（基底）制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。根据dr/r=ks*ε，其中，ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dr/r成线性关系。
6，应变片由什么组成
应变片由三部分组成：敏感栅、基底和覆盖层。1、释义敏感栅：这是应变片的主体部分，通常由一根或几根金属丝组成。这些金属丝在受到外界压力或应变时会发生形变，从而改变其电阻值。基底：基底是用来支撑敏感栅的部分，通常由具有一定机械强度和绝缘性能的材料制成。覆盖层：覆盖层是用来保护敏感栅和基底的，通常由具有良好电绝缘性能的材料制成。应变片的工作原理是基于应变效应，即当应变片受到外界压力或应变时，其电阻值会发生相应的变化。这种变化可以被测量并转换成相应的电信号输出，从而实现对物理量的测量。2、应变片组成的造句应变片由敏感栅、基底和覆盖层三部分组成，具有高灵敏度和良好的重复性。应变片能够准确地测量物体的应变，因此被广泛应用于结构健康监测、压力测量等领域。应变片具有体积小、重量轻、易于安装等优点，因此在各种复杂环境中都能方便地使用。应变片的工作原理是基于应变效应，因此其测量结果具有很高的可靠性和准确性。应变片广泛应用于土木工程、机械制造、航空航天等领域，为各种工程结构的安全性和稳定性提供了重要的保障。应变片的作用1、结构与应变应变片的高灵敏度使其能够感知到微小的应变变化，从而帮助工程师了解结构的实时状态。应变片可以提供关于结构健康状况的重要信息，有助于及时发现并解决潜在的问题。2、广泛的应用为保障这些结构的长期稳定性和安全性做出了贡献。应变片的精确测量能力有助于确保工程结构的稳定性和安全性，同时也为新材料的开发和研究提供了重要的参考数据。
7，应变片的种类和应用
去百度文库，查看完整内容>内容来自用户:Gawain嘉文应变片的种类和应用一．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。
8，动态应变片与 静态应变片的区别
应变仪按频率响应范围可分为静态应变仪、静动态应变仪、动态应变仪和超动态应变仪。其中静态电阻应变仪和动态电阻应变仪应用较多。 静态电阻应变仪用电学方法测量不随时间变化或变化极为缓慢的静态应变。它由测量电桥、放大器、显示仪表和读数机构等组成。贴在被测构件上的电阻应变计接于测量电桥上。构件受载变形时，测量电桥有电压输出，经放大器放大后由显示仪表指示出相应的应变值。静态电阻应变仪每次只能测出一个点的应变。进行多点测量时可配以预调平衡箱。所有测点的应变计均预先接在平衡箱各点上，然后靠开关逐点转换接入应变仪。 动态电阻应变仪应用于测量随时间变化的动态应变,其工作频率一般在5千赫以下。它由测量电桥、放大器和滤波器等组成。为了同时测量多个动态应变的信号,应变仪一般有多个通道,每个通道测量一个动态应变信号。动态应变是随时间而变化的，须将应变的动态过程记录下来，因此动态应变仪要与记录器配套使用，记录结果可直接反映被测应变信号的大小和变化。一般动态电阻应变仪的输出为电流信号，常配以光线示波器作为记录器，也可配用磁带机作为记录器。 （以上是由济南西格马应变仪Sigmar提供）1、金属应变片：应变片度：0.2、0.3、1、2、3、4、5、6、10、20、30 mm应变片类型：单轴、双轴、三轴、四轴、单轴5片、双轴5片适合膨胀系数：5、11、16、23、27×10-6 /℃电阻：60、120、350、500、1000ω2、混凝土粘贴型应变片线性片应变片度：60、70、80、120 mm类型：单轴箔应变片应变片度：10、20、30 mm类型：单轴、双轴0°/90°、三轴型0°/90°/45°（双轴三轴仅应变片度10 mm） 3、两作用钢筋应变片测钢筋应力变化情况混凝土应变片测混凝土应力变化实测与设计进行比较这个应变片是一样的，关键是采集应变的仪器的分类。 静态应变仪倾向与静态应变的测量，对采集速率不敏感，敏感的是温漂和数据稳定性。 动态应变测量对数据精度和稳定性可以次要，重要的是采集速率。
9，什么叫做电阻应变片
电阻应变片也称电阻应变计或应变计或应变片，是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。 以电阻应变片为核心元件可以制成应变式传感器。 应变式传感器，是利用电阻应变效应制成的传感器，是常用的传感器之一。 电阻应变效应，是指金属导体的电阻值随其机械变形而发生变化的现象最简单的说法就是变阻器 电阻应变片可能是你们的职业说法吧 功能都是差不多的金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示： 式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m）分类：金属电阻应变片和半导体电阻应变片 组成：基片，就像主板一样，东西往上面放的 电阻丝，一般采用直径为0.025mm左右的高电阻率合金制成，压电效应的核心。 覆盖层，保护作用 引线，用以和外接导线连接电阻应变计 resistance strain gage 能将工程构件上的应变，即尺寸变化转换成为电阻变化的变换器（又称电阻应变片），简称为应变计。一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层组成。 将电阻应变计安装在构件表面，构件在受载荷后表面产生的微小变形（伸长或缩短），会使应变计的敏感栅随之变形,应变计的电阻就发生变化,其变化率和安装应变计处构件的应变 ε成比例。测出此电阻的变化，即可按公式算出构件表面的应变，以及相应的应力。 将电阻应变计安装在构件表面，在应变计轴线方向的单向应力作用下，敏感栅的电阻变化率和引起此电阻变化的构件表面在应变计轴线方向的应变ε之比,称为电阻应变计的灵敏系数k，即它表示电阻应变计输出信号与输入信号在数量上的关系，是电阻应变计的主要工作特性之一。 敏感栅的栅长一般为 0.2～100毫米， 电阻为60～1000欧（最常用的为120欧和350欧），测量范围为几微应变至数万微应变（με，1微应变=10-6毫米／毫米）。 按敏感栅的材料，电阻应变计分为金属电阻应变计和半导体应变计两类。 金属电阻应变计 金属电阻应变计的种类、所使用的材料和安装方法分述如下： 丝式应变计 这种应变计的敏感栅最常用的有丝绕式和短接线式两种。①丝绕式的敏感栅是用直径 0.015～0.05毫米的金属丝连续绕制而成，端部呈半圆形。如果安装应变计的构件表面存在两个方向的应变，此圆弧端除了感受纵向应变外，还能感受横向应变，后者称为横向效应。若对测量精度的要求较高，应考虑横向效应的影响并进行修正。②短接线式的敏感栅采用较粗的横丝，将平行排列的一组直径为 0.015～0.05毫米的金属纵丝交错连接而成，端部是平直的。它的横向效应很小，但耐疲劳性能不如丝绕式的。 箔式应变计 这种应变计的敏感栅用厚度 0.002～0.005毫米的金属箔刻蚀成形。 用此法易于制成各种形状的应变计。箔栅有如下优点:①横向部分可以做成比较宽的栅条，使横向效应较小；②箔栅很薄，能较好地反映构件表面的变形，因而测量精度较高；③便于大量生产；④能制成栅长很短的应变计。因此，箔式应变计得到广泛应用。 临时基底应变计 还有一种临时基底型的金属电阻应变计。制造时将用紫铜等材料制成的敏感栅粘在作为临时基底的框架上，使用时用粘结剂将敏感栅固定在构件上，然后将临时基底去掉。这种应变计多用于测量高温条件下的应变。 应用材料和安装方法 制造敏感栅的常用材料有铜镍合金（康铜）、镍铬系合金、铁铬铝合金、镍铬铁合金、铂和铂合金等。前三种最常用。这些合金的灵敏系数为2～6。 所用的粘结剂分为有机粘结剂和无机粘结剂两类。在一般情况下，前者用在温度低于400℃时,后者则用于高温条件下。有机粘结剂包括硝化纤维、氰基丙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等。除前两种之外，使用时一般都要加温加压使其固化。常用的无机粘结剂有磷酸盐和喷涂用的金属氧化物。前者在使用时须加温固化。用作基底的材料有纸、胶膜、玻璃纤维布、金属薄片（或金属网）等。 把应变计粘贴在构件表面上有不同的安装方法：用纸、胶膜、玻璃纤维布作基底的应变计，用粘结剂粘贴；用金属薄片或金属网作基底的应变计，用点焊或滚焊固定在金属构件上;对于临时基底型应变计,用粘结剂或用氧炔焰或等离子焰将金属氧化物熔化并喷涂的方法，将敏感栅固定于金属基底或构件表面上。 只用一个敏感栅的应变计，适用于测量单向应变。测量平面应力场的应变时，可采用应变花。 半导体应变计 将半导体应变计安装在被测构件上，在构件承受载荷而产生应变时，其电阻率将发生变化。半导体应变计就是以这种压阻效应作为理论基础的，其敏感栅由锗或硅等半导体材料制成。这种应变计可分为体型(图5)和扩散型两种。前者的敏感栅由单晶硅或锗等半导体经切片和腐蚀等方法制成，后者的敏感栅则是将杂质扩散在半导体材料中制成的。半导体应变计的优点是灵敏系数大，机械滞后和蠕变小，频率响应高；缺点是电阻温度系数大，灵敏系数随温度而显著变化，应变和电阻之间的线性关系范围小。正确选择半导体材料和改进生产工艺，这些缺点可望得到克服。半导体应变计多用于测量小的应变(10-1微应变到数百微应变),已广泛用于应变测量和制造各种类型的传感器（见电阻应变计式传感器）。 半导体应变计中用薄膜作敏感栅的称为薄膜应变计。它是将金属、合金或半导体材料，用真空镀膜、沉积或溅射方法，在绝缘基底上制成一定形状的薄膜，其厚度从几十纳米至几万纳米不等。此外，还有灵敏系数很大的p-n结半导体应变计和压电场效应应变计。 电阻应变计的品种日益增加，应用范围也日益扩大，除了常用的品种和规格外，还有各种不同用途的应变计，如温度自补偿应变计、大应变应变计、应力计、测量残余应力的应变花等。利用箔式应变计的制造技术，还能生产出可以测量温度、压力、疲劳寿命、裂纹扩展情况的各种片式检测元件（包括测温片、测压片、疲劳寿命计、裂纹扩展计等）。
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