一電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)-天津商業(yè)大學(xué)課件

1、實(shí)驗(yàn)一 電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)指導(dǎo)老師：李連進(jìn)2015年5月20日天津商業(yè)大學(xué)包裝與機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心實(shí)驗(yàn)提綱 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 實(shí)驗(yàn)原理2實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟4密封、防潮51 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解?yīng)變片的測(cè)量原理、結(jié)構(gòu)、種類；、掌握應(yīng)變片的粘貼技術(shù)及質(zhì)量檢查與防潮方法。2實(shí)驗(yàn)原理（應(yīng)變片）在機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)中，廣泛應(yīng)用電阻應(yīng)變片，因?yàn)樗軠?zhǔn)確地測(cè)量各種力參數(shù)。對(duì)于應(yīng)變片的正確選取和粘貼質(zhì)量的好壞，將直接影響應(yīng)變片的性能和測(cè)量的準(zhǔn)確性。1、應(yīng)變片的分類應(yīng)變片可分為金屬式和半導(dǎo)體式兩大類：金屬式：絲式、箔式、薄膜式；半導(dǎo)體式：薄膜式、擴(kuò)散式。根據(jù)基底材料不同又可分為紙基、膠基和金屬片基等。2實(shí)驗(yàn)原理（

2、應(yīng)變片）2、基底材料基底材料要滿足如下要求：機(jī)械強(qiáng)度高，粘貼容易，電絕緣性好，熱穩(wěn)定性好，抗潮濕性能好，撓性好（能夠粘貼在曲率半徑很小的曲面上），無(wú)滯后和蠕變。3、膠基是由有機(jī)聚合材料的薄片作為基底的稱為膠基應(yīng)變片；（1）酚醛、環(huán)氧樹(shù)脂基底（箔式片居多），它具有良好的耐熱和防潮性能，使用溫度達(dá)成180，并且長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定性好；（2）聚酰亞胺基底，使用溫度-260400，絕緣性能好，因此可以做得很薄，通常為0.025mm，應(yīng)變片的柔韌性好；（3）石棉、玻璃纖維增強(qiáng)塑料作基底，主要在高溫下使用。2實(shí)驗(yàn)原理（應(yīng)變片）4、敏感元件材料對(duì)敏感材料的要求：靈敏度K在盡可能大的應(yīng)變范圍內(nèi)是常數(shù)；K盡可能大；具有

3、足夠的熱穩(wěn)定性；電阻系數(shù) 高且受溫度變化的影響??；在一定的電阻值要求下，電阻系數(shù)越高，電阻絲的長(zhǎng)度越短，因此可以減小電阻應(yīng)變片的尺寸?？点~是用得最廣泛的電阻應(yīng)變片敏感材料，康銅的K值對(duì)應(yīng)變的穩(wěn)定性非常好，不但在彈性變形的范圍內(nèi)K保持常數(shù)，在進(jìn)入塑性范圍后K仍基本上保持常數(shù)，故測(cè)量范圍大?？点~具有足夠小的電阻溫度系數(shù)，使測(cè)量時(shí)因溫度變化而引起的誤差較?。豢点~的電阻系數(shù) 很大，便于做成電阻值大而尺寸小的電阻應(yīng)變片。我國(guó)制造的電阻應(yīng)變片絕大部分以康銅為敏感材料。除康銅外還有鎳鉻鐵合金、鎳鉻合金等2實(shí)驗(yàn)原理（應(yīng)變片）5、應(yīng)變片的主要參數(shù)（1）幾何尺寸基長(zhǎng) 為沿敏感柵金屬絲軸線方向上能承受應(yīng)變的有效長(zhǎng)度

4、，基寬 為與金屬絲軸線垂直方向上敏感外側(cè)之間的距離；（2）電阻值它是指應(yīng)變片既沒(méi)有粘貼，又不受外力作用的條件下，在室溫中測(cè)量的原始電阻值。目前應(yīng)變片的規(guī)格已成為標(biāo)準(zhǔn)系列化，目前我國(guó)生產(chǎn)的應(yīng)變片名義阻值一般為120，此外，還有60、80、240等；2實(shí)驗(yàn)原理（應(yīng)變片）（3）靈敏度 當(dāng)應(yīng)變片粘貼在試件上之后，在沿應(yīng)變片軸線方向的單向載荷作用下，應(yīng)變片的電阻變化率與被敏感柵覆蓋下的試件表面上的軸向應(yīng)變的比值稱為應(yīng)變片的靈敏度 。 （1-1）（4）絕緣電阻指敏感柵與被測(cè)試件之間的絕緣電阻；（5）允許電流當(dāng)應(yīng)變片接入測(cè)量電路后，敏感柵中流過(guò)一定的電流，使應(yīng)變片產(chǎn)生溫升，一般在靜態(tài)測(cè)量中允許電流為25mA

5、，在動(dòng)態(tài)測(cè)量中允許電流為75100mA。3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備試件 1個(gè) 數(shù)字萬(wàn)用表 1塊應(yīng)變片 1枚 惠斯頓電橋 1臺(tái)KH501（502）膠 1瓶 劃線針 1把丙酮（滴瓶裝） 1瓶 放大鏡 1支鑷子 1支 脫脂棉 若干小螺絲刀 1支 聚四氟乙烯薄膜 若干鋼板尺 1支 細(xì)砂布 若干高度尺 1把 應(yīng)變片樣本 1冊(cè)4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟仔細(xì)觀察電阻應(yīng)變片的樣品，區(qū)別紙基、膠基等應(yīng)變片及其結(jié)構(gòu)，特別注意應(yīng)變片在粘貼時(shí)的正反面區(qū)別。1、應(yīng)變片的選擇（1）根據(jù)試件大小、工作溫度和受力情況，選取合適的應(yīng)變片；（2）用510倍的放大鏡選擇沒(méi)有短路、斷路、汽泡等缺陷，并且要求表面平整、絲柵排列均勻的應(yīng)變片；（3）量出所

6、選取應(yīng)變片的阻值，使阻值相近的應(yīng)變片放在一起，應(yīng)保證同組各應(yīng)變片的阻值差不超過(guò)0.5，這樣在測(cè)量時(shí)容易調(diào)整平衡。4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟2、試件的表面處理與劃線 圖1-1 試件的打磨與定位 圖1-2 粘貼應(yīng)變片后的試件4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（1）預(yù)清洗 根據(jù)試件的表面狀況進(jìn)行預(yù)清洗，一般采用有機(jī)溶劑脫脂除漬；（2）除銹、粗化 一般多采用砂布打磨法，除掉試件表面的銹漬使其露出新鮮的金屬表層，以便使膠液充分浸潤(rùn)以提高粘貼強(qiáng)度。用細(xì)砂布沿著與所測(cè)應(yīng)變軸線成 方向交叉輕度打磨，使試件表面呈細(xì)密、均勻新鮮的交叉網(wǎng)紋狀,這樣有利于充分傳遞應(yīng)變，打磨面要大于應(yīng)變片的面積（圖1-1）；4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（3）劃定位基準(zhǔn)

7、線 根據(jù)應(yīng)變片尺寸，利用鋼板尺、高度尺、劃線針或硬質(zhì)鉛筆劃出確定應(yīng)變片粘貼位置的定位基準(zhǔn)線。劃線時(shí)，不要?jiǎng)澋綉?yīng)變片覆蓋范圍內(nèi)（圖1-2）；（4）清洗 一般采用純度較高的無(wú)水乙醇、丙酮等，用尖鑷子夾持脫脂棉球蘸少量的丙酮粗略地洗去打磨粉粒，然后用無(wú)污染的脫脂棉球蘸丙酮仔細(xì)地從里向外擦拭粘貼表面，擦一次轉(zhuǎn)換一個(gè)側(cè)面再擦，棉球四面都用過(guò)，更換新棉球用同樣的方法擦洗，直到?jīng)]有污物和油漬為止。應(yīng)變片背面也要輕輕擦拭干凈，干燥后待用。4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟3、粘貼 在無(wú)灰塵的條件下，用清洗過(guò)的小螺絲刀蘸取少量KH-501（或502）膠液，在清洗好的試件粘貼表面和應(yīng)變片背面單方向涂上薄而均勻的一層膠液(單方向涂

8、抹，以防產(chǎn)生汽泡)，放置少許時(shí)間，待涂膠的試件和應(yīng)變片上膠液溶劑揮發(fā)還帶有粘沾性時(shí)，將應(yīng)變片涂膠一面與試件表面貼合，并注意應(yīng)變片的定位標(biāo)應(yīng)與試件上的定位基準(zhǔn)線對(duì)齊。在貼好的應(yīng)變片上覆蓋一層聚四氟乙烯薄膜用手指單方向輕輕按壓，將余膠和氣泡擠出壓平。手指按壓時(shí)不要相對(duì)試件錯(cuò)動(dòng)，按壓35分鐘后，放在室溫下固化待用。4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟4、接橋（1）將干燥固化后的應(yīng)變片用數(shù)字萬(wàn)用表檢查有無(wú)短路、斷路現(xiàn)象，并測(cè)出應(yīng)變片與試件之間的絕緣電阻，長(zhǎng)期測(cè)量大于500 M，臨時(shí)測(cè)量大于20M。本實(shí)驗(yàn)屬于短期測(cè)量，達(dá)到20M 100 M以上即可。低于20M將會(huì)嚴(yán)重影響到穩(wěn)定性，達(dá)不到要求的應(yīng)當(dāng)重新貼片；4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（2）檢查無(wú)誤后，按圖1-3焊接成半橋或全橋； 圖1-3 （a）串聯(lián)半橋 (b) 半橋 (C) 全橋4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（3）用萬(wàn)用表檢查絕緣及通路；（4）用惠斯頓電橋或數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量?jī)杀郏ò霕颍篈B、BC）或兩對(duì)角（全橋：AC、BD），檢查其阻值是否大致相等，最好不超過(guò)0.5，否則