應(yīng)變片粘貼實(shí)用技巧

1、應(yīng)變片粘貼實(shí)用技巧 卡爾. 霍夫曼目錄1 緒論2 應(yīng)變片的安裝2.1 貼片工的職責(zé)和作用2.2 粘貼劑的種類2.2.1 各種 HBM 應(yīng)變片粘貼劑的特性2.3 粘貼劑的使用2.3.1 在金屬表面粘貼的準(zhǔn)備工作2.3.2 在非金屬表面粘貼的準(zhǔn)備工作2.3.3 應(yīng)變片在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的使用2.3.4 應(yīng)變片的準(zhǔn)備2.3.5 粘貼過程2.3.6 預(yù)防措施3 電纜連接3.1 焊接工具、焊接材料和配線3.1.1 焊接烙鐵3.1.2 烙鐵頭3.1.3 焊料（軟焊料）3.1.4 熔融3.1.5 焊接終端3.1.6 導(dǎo)線材料3.2 實(shí)用技巧3.2.1 焊接技巧3.2.2 電纜連接技巧4 中間檢查4.1 視覺檢查4.

2、2 應(yīng)變片電的連續(xù)性4.3 連接電纜的電阻4.4 應(yīng)變片的絕緣電阻4.5 連接電纜的絕緣電阻5 已安裝的應(yīng)變片的防護(hù)5.1 已安裝的應(yīng)變片防護(hù)層的使用技巧5.2 常用的防護(hù)材料6 參考文獻(xiàn)1 緒論2 應(yīng)變片的安裝2.1 貼片工的職責(zé)和作用為了正確測量傳遞的樣件的變形，貼片工需要將應(yīng)變片緊緊地貼在樣件上。根 據(jù)不同的條件、影響因素和適用性，需要不同的貼片工和不同的粘貼方法。粘貼起 著重要的作用?？紤]到應(yīng)變片粘貼的適用性，這種連接方法就有些特別優(yōu)點(diǎn)： 連接各種材料，甚至不同材料的可能性。根據(jù)不同的接合劑，粘貼在室溫 或高溫環(huán)境中進(jìn)行。2.2 粘貼劑的種類2.2.1 各種 HBM 應(yīng)變片粘貼劑的特性

3、2.3 粘合劑的使用2.3.1 在金屬表面粘貼的準(zhǔn)備工作2.3.2 在非金屬表面粘貼的準(zhǔn)備工作2.3.3 應(yīng)變片在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的使用2.3.4 應(yīng)變片的準(zhǔn)備2.3.5 粘貼過程2.3.6 預(yù)防措施3 電纜連接3.1 焊接工具、焊接材料和配線3.1.1 焊接烙鐵3.1.2 烙鐵頭3.1.3 焊料（軟焊料）3.1.4 熔融3.1.5 焊接終端3.1.6 導(dǎo)線材料3.2 實(shí)用技巧3.2.1 焊接技巧3.2.2 電纜連接技巧4 中間檢查4.1 視覺檢查應(yīng)變片和電纜連接應(yīng)該用 6X 放大率的放大鏡檢查，檢查如下：應(yīng)變片下的氣泡邊緣沒有焊接好不可靠的焊接熔解殘余物4.2 應(yīng)變片的連續(xù)性4.3 連接電纜的電阻4

4、.4 應(yīng)變片的絕緣電阻4.5 連接電纜的絕緣電阻5 已安裝的應(yīng)變片的防護(hù)應(yīng)變片的粘貼必須防止機(jī)械和化學(xué)的影響，甚至在理想狀態(tài)下，例如試驗(yàn)室， 假如沒有合適的方法，粘貼的應(yīng)變片的性能也會隨著時間下降。不同的方法對應(yīng)變 片有不同的影響。在底濕度的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中，采用輕微的密封就可以對手指（有汗 水）的碰觸進(jìn)行很好的防護(hù)，然而在一些工廠的惡劣環(huán)境中，為了防止蒸汽、水、 油、熱及機(jī)械的影響，進(jìn)行充分的防護(hù)的很有必要的。首先，簡單的清漆密封是適 當(dāng)?shù)?；其次，可以對?yīng)變片采用多層保護(hù)產(chǎn)生屏障。5.1 已安裝的應(yīng)變片防護(hù)層的使用技巧5.2 常用的防護(hù)材料6 參考文獻(xiàn)2 應(yīng)變片的粘貼2.1 應(yīng)變片粘貼人員的職責(zé)

5、粘貼人員把應(yīng)變片牢固的粘貼到試件的表面的目的是把試件的變形精確的傳遞到 應(yīng)變片上。不同的條件、影響和應(yīng)用的考慮需要不同的粘貼人員和粘貼方法。粘貼 是一個非常關(guān)鍵的步驟。下面給出了適用于應(yīng)變片粘貼的一些先進(jìn)的方法。粘貼不同的材料，甚至是完全不同的材料。依賴于選用的粘接劑、粘貼的溫度 是在室溫還是咼溫下。粘貼的材料沒有回應(yīng)，這種限制只是在塑性材料中。絕對多數(shù)的固化粘接劑（只是那些對于應(yīng)變片技術(shù)要求比較重要的）通過較低 的對于水蒸氣的吸收加以區(qū)別。（除了氰基丙烯酸鹽粘合劑）對于固化的速度的控制通過選擇不同類型的粘接劑和固化溫度（低溫或者高溫 固化）應(yīng)變片與試件的高電阻率可以提供高的絕緣阻抗粘貼的效果

6、取決于粘接劑與試件表面的粘附力。粘附力的大小主要取決于鄰近分子 的吸引力的大小。2.3粘接劑的應(yīng)用應(yīng)變片可能被固定到所有的固體表面。在做這個工作之前，首要的就是對粘貼的地 方進(jìn)行恰當(dāng)與仔細(xì)的處理。對于粘貼劑的使用者，下面的章節(jié)和相關(guān)的指導(dǎo)，給出 了恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒?。提?.3-1:下面的信息對于粘接劑的使用者來說，要比說明書中的更容易理解，然后，卻不可 能包括所有的粘接劑的屬性，如果，下面的信息與某一特定的粘接劑的說明書的信 息出現(xiàn)了矛盾，以該粘接劑的說明書為準(zhǔn)。2.3.1 在金屬表面粘接應(yīng)變片的前期準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作的種類與范圍主要與試件的狀態(tài)、數(shù)量、金屬表面污垢的類型，還有試件 的材料的類型有

7、關(guān)系。下面示意性的列出了金屬試件的前期的處理方法。粘接的位 置應(yīng)避免在存在小孔、裂紋和氧化層的地方，不是因?yàn)檫@些地方的表面太粗糙，而 是因?yàn)檫@些地方容易潮濕。在確定了粘貼位置之后，接著執(zhí)行表2.3.1列出的每步，至于采用什么方法取決于試件的當(dāng)時的狀態(tài)、尺寸與損傷的敏感程度。試驗(yàn)人 員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的情況采取明智與合理的方案。初次清洗平滑處理清洗表面粗糙化處理清洗劃線最后的清洗與清除油脂處理有選擇性進(jìn)行酸洗、沖洗和干燥處理表 2.3-1 應(yīng)變片粘貼前的準(zhǔn)備工作步驟 進(jìn)一步的關(guān)于在的凈化的術(shù)語： “清潔”與“污染”在技術(shù)層面的含義，應(yīng)變片的 粘貼人員應(yīng)該具有全面而清楚的認(rèn)識。每一個暴露在空氣中的表面

8、，無論用肉眼看 上去是多么的整潔，理論上都被人為是被污染的了。灰塵與氧化物的堆積，對于潮 氣的吸收、水蒸氣與氣體的產(chǎn)生， 這些對于粘接劑的粘接性能都會產(chǎn)生不利的影響。 因此，在對粘接表面進(jìn)行處理完之后，應(yīng)該立即進(jìn)行粘貼。在每一個步驟之間的暫 停都是不允許的。即使是在實(shí)驗(yàn)室條件下和最佳的空氣環(huán)境中，在清洗與粘貼之間 的間隔時間也不能超過三個小時。容易氧化的金屬材料（例如，銅，鋁，鈦和他們 的合金）或者工業(yè)條件下要求在清洗之后，馬上進(jìn)行粘貼。初次清洗 銹跡、氧化物、油漆、潤滑油后者灰塵的覆蓋物、或者其他覆蓋試件測點(diǎn)表面的污 染物應(yīng)該被清除干凈，并且清潔的面積要略大于粘貼面積。在這個步驟中使用的工

9、具是刮刀、 抹刀，研磨工具。 對于初次清洗，推薦使用酸洗劑 （例如 Vim ，Ata，Imi 溶液等）來去除表面的油脂與潤滑油。具有腐蝕性的蘇打溶液對于去除油污也是一 個不錯的選擇，但是在使用的時候要特別的小心。因?yàn)樗車?yán)重灼傷皮膚，所以， 在使用具有腐蝕性蘇打水的時候，一定要帶上膠皮手套與防護(hù)眼鏡。 注意：絕對不能使用腐蝕性的蘇打水對鋁材質(zhì)的試件進(jìn)行清洗。 沖洗使用純凈水或者蒸餾水。油污徹底出去后，表面會覆蓋一層無間斷的水膜。接 著用干凈的纖維素吸水軟墊進(jìn)行干燥。光滑處理： 生銹、表面的創(chuàng)傷和比較深的表面劃痕會在試件的表面產(chǎn)生切口應(yīng)力，從而導(dǎo)致不 準(zhǔn)確的測量結(jié)果。試件表面的突起和其他的不平整

10、會削弱粘接效果。所以粘接區(qū)域 必須通過打磨與抹平或者其他合理的方法，使其平整。對于這項(xiàng)工作來說， 交叉使用金剛砂紙與橡皮板兩種打磨工具是一個不錯的選擇。橡皮板可以根據(jù)目標(biāo) 的外形輪廓進(jìn)行修形，金剛砂紙能夠根據(jù)目的進(jìn)行修形。經(jīng)過多次處理之后，原先 比較粗糙的表面變的光滑了。為了避免誤解，特別說明如下：需要粘貼的試件表面 不一定是平面， 應(yīng)變片完全可以粘貼在曲面上， 但是表面不能有突起。 鍍有鉛、 鎘、 錫、銦、鉍和其他類似的金屬鍍層的金屬表面，如果表面的鍍層比較松弛，在粘接 區(qū)域的表面必須把這些鍍層去除。鎳鍍層也有可能脫落，所以也必須去除。清洗： 在該工序中，試件表面粘貼應(yīng)變片部位上的灰塵，磨屑

11、，油脂將被去除掉。清除工 作要做的徹底，但沒有必要特別的仔細(xì)，因?yàn)楹竺孢€有其他的工序。推薦使用有機(jī) 溶劑作為清洗劑。更詳細(xì)的細(xì)節(jié)將在“最后的清洗”中進(jìn)行。使用有機(jī)溶劑只會去 除部分的礦物油（例如潤滑旋轉(zhuǎn)金屬板或者鉆孔使用的冷卻液） ，在這種情況下， 使用堿性溶液的效果比較好。表面粗糙化處理：在 2.1-1 小節(jié)中，解釋了試件與粘接劑之間的粘接力。這種粘接力主要是化學(xué)性質(zhì) 的一種體現(xiàn)。增加接合面積是有可能增加粘接力的，增大接合面積只能通過表面粗 糙化處理，這種處理都是機(jī)械的方法，而很少采用酸洗的化學(xué)方法。/Measubng objectab圖23-1表面粗糙化處理對于有效接觸面積大小的影響a）理

12、想平面的接觸線b）通過適當(dāng)?shù)拇植诨幚砗笤鲩L的接觸線（優(yōu)化狀態(tài)）使用噴砂機(jī)進(jìn)行表面粗糙化處理噴砂處理之后，試件表面會有一個比較理想的粘接表面。 要想獲得完美無暇的表面， 有三個條件是必須的：不含空氣的油或者水；干凈的沒有使用的噴砂介質(zhì)；完全脫 去油脂的表面。因?yàn)橛椭瑫粐娚敖橘|(zhì)打入試件的表面，并且很難清除（需要使用 超聲波清潔設(shè)備進(jìn)行清除）。金剛砂是一種比較理想的噴砂介質(zhì)。它的邊緣鋒利、 硬度高、干凈、不會產(chǎn)生腐蝕，也不會造成生理疾?。]有硅肺病的危險）。硼碳氧化物被證明是一種很硬的?？梢杂盟鳛閲娚暗慕橘|(zhì)，這種介質(zhì)的硬度介于鉆石 與金剛砂之間。金剛砂粒度的選擇取決于試件的硬度、空氣壓力、噴口

13、與目標(biāo)之間 的距離和使用的設(shè)備的類型。試件的材料使用噴砂方法進(jìn)行粗糙化處理采用金剛砂紙 打磨砂紙粒度空氣壓力bar距離cm金剛砂粒度顆粒尺寸（um）硬鋼42080.100160.11580.100軟鋼420100.150 :115.75100.180鋁和鋁合金325F240F32045.29220.360表2.3-2噴砂用的金剛砂與打磨試件用的砂紙粒度標(biāo)準(zhǔn)如果使用氯基丙烯酸鹽粘接劑進(jìn)行粘接的時候，建議減少噴砂的次數(shù)或者減小金剛 砂的粒度。使用陶瓷類粘接劑，表面粗糙度大些，粘接效果會更好些。表2.3-3中給出了對于不同類型的粘接劑的最優(yōu)表面粗糙度。應(yīng)變片粘接劑平均粗糙度X603. 10Z7024

14、X802. 10EP250和 EP310S2. 4表2.3-3使用不同的粘接劑粘貼表面的不同粗糙度使用金剛砂紙進(jìn)行表面粗糙化處理 盡管噴砂處理有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是它的使用也有被限制的時候：有時候因?yàn)槿狈υO(shè) 備，有時候因?yàn)闆]有條件使用這種設(shè)備（ ），在這種情況下，可以使用 金剛砂紙進(jìn)行打磨處理，如果使用得當(dāng)，也會得到令人滿意的結(jié)果，使用砂紙?jiān)谠?件的表面進(jìn)行反復(fù)打磨。使用新的并且顆粒大小對于要打磨的材料而言合適的砂紙或者砂布。顆粒大小的標(biāo) 準(zhǔn)值在表 2.3-2 中列出。表 2.3-3 中列出了推薦的表面粗糙度值。使用其他機(jī)械方法進(jìn)行粗糙化處理有時候，對于某些精巧的試件來說，即使是砂紙打磨也嫌粗糙。

15、特別是對裂紋應(yīng)力 非常敏感的材料更是如此，還有一些平面和平面硬度比較的平面，這些平面的硬度 必須被保證。最溫和的機(jī)械預(yù)處理和去除氧化層的方法是使用玻璃纖維溶劑腐蝕 （有時候也用來擦除中國畫中的墨跡）另一種方法就是打印機(jī)擦除橡皮，這是一種 含有玻璃微粒的印度橡膠，最后還有一種化學(xué)方法，這種方法我們將在酸洗工序中 介紹。位置標(biāo)定 使用劃線來標(biāo)定應(yīng)變片的粘貼位置，薄片式的應(yīng)變片的中心必須和測量位置的中心 軸對齊。不推薦使用劃線針與劃線器進(jìn)行位置標(biāo)定，因?yàn)榧词狗浅］p微的表面劃傷 也會削弱試件強(qiáng)度甚至破壞試件。一支干了的圓珠筆是個不錯的選擇，因?yàn)殇撝樵?試件表面會留下一條清晰的線，但是不會損傷試件，也不

16、會在表面留下劃痕。如果 圓珠筆中還有墨水，在畫完線之后，應(yīng)該用溶劑（例如 RMS1 ）去除劃線。較軟的材料例如鋁，應(yīng)該用一支削尖的鉛筆進(jìn)行劃線標(biāo)定， 鉛芯的硬度（4H到6H） 應(yīng)該在一個單獨(dú)的一小塊材料上進(jìn)行檢查。即使是最后清洗完之后，劃線依然清晰 可見，但是不能在試件的表面留下劃痕。最后的清洗正如在 2.1 節(jié)中論述的那樣，粘接力的效率因?yàn)榫嚯x的增大會減少三成到六成。因 此粘接力應(yīng)該現(xiàn)在分子層內(nèi)。出于這樣的原因，最后的清洗工作必須認(rèn)真仔細(xì)。即 使是一層非常薄的油層也會削弱粘接的效果甚至使粘接失敗。硅脂與油脂是非常難 以去除的。這些廣泛存在于化妝品（洗手液等） ，粘貼人員應(yīng)避免使用它們。如果具

17、備水蒸氣清洗設(shè)備，就用水蒸氣清洗試件。一般油脂的清除使用去除油脂溶液（例如RMS1 ）進(jìn)行清洗。認(rèn)真閱讀所有的勞動安全規(guī)定！如果使用易燃的有機(jī)溶劑，遠(yuǎn)離所有的明火，并且禁止吸煙！出于人身健康的考慮，應(yīng)該及時通風(fēng)，避 免能引起爆炸混合氣體的形成，并且避免溶液揮發(fā)的氣體的濃度大于空氣的濃度， 不然會造成人員窒息。市場上可以買到的，可用來做最后清洗的有機(jī)溶劑，有時會有兩種純度： 技術(shù)純度表示：相對于雜質(zhì)的純度化學(xué)純度（有時也標(biāo)示為 pro analys;或者p. a.）表示：相對于最大可溶解雜質(zhì)的 純度?；瘜W(xué)純度溶液一般用來清洗應(yīng)變片的粘貼點(diǎn)。包括RMS1在內(nèi)，HBM提供了一種化學(xué)純度的，對于環(huán)境穩(wěn)

18、定的混合溶液，該溶 液能夠去掉所有的雜質(zhì)。常用或者 商品名稱其他的 化學(xué)名稱化學(xué)方程式 總方程式MAK值注釋ppmMg/m3RMS1丙酮和2-丙醛CH3-CO-CH3-C4H6O和CH3CH(OH) -CH3C3H6O400980易燃Methyl-ethyl-keto ne丁酮-（2）CH3-CH2 CO-CH3C4H8O200590易燃Acet one丙酮CH3 CO CH3C4H6O5001200易燃Isopropylalcohol異丙醇CH3 CH(OH).CH3 C3H8O400980易燃Ethylacetate乙醇CH3 CH2.OH C2H6O10001900易燃Ethylacet

19、ate乙酸乙酯CH2.CO2C2H5C4H8O24001400易燃Toluol甲苯C6H5 CH3C7H850190有毒，易燃純汽油易燃MAK表示：工作區(qū)域的最大濃度表2.3-4:應(yīng)用廣泛的用來清洗與去油脂的溶劑在進(jìn)行最后的清洗工作時，下面是要注意的一些事項(xiàng)：如有必要，必須在每個步驟之間都要洗手。不要使用洗手液，只能使用無油脂軟膏（詳見 2.3.6節(jié)）禁止直接從瓶中獲取溶液?？梢缘谷肷倭康娜芤旱揭粋€干凈的器皿內(nèi)（培替式 培養(yǎng)皿）每次從這里取用，禁止把剩余的溶液倒回瓶中，把剩余的溶液丟棄。使用干凈的脫脂材料。纖維吸收墊被證明是安全高效的，但是每個只能使用一 次。如果紙巾不含有可溶解的顆粒，同樣也可以作為干燥材料使用。不要讓你的手浸入溶液，因?yàn)槭种傅挠椭瑫芙庥谌芤褐校@樣會污染溶液。 使用橡膠手套或橡膠