1.應變計的結構
電阻絲應變片是用直徑為0.025mm具有高電阻率的電阻絲制成的。為了獲得高的阻值，將電阻絲排列成柵網(wǎng)狀，稱為敏感柵，并粘貼在絕緣的基片上，電阻絲的兩端焊接引線。敏感柵上面粘貼有保護用的覆蓋層。如圖：
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圖2.2 典型應變計的結構及組成?
(a)絲式 (b)箔式 (c)半導體?1—敏感柵 2—基底 3—引線 4—蓋層 5—粘結劑 6—電極
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應變計的結構型式很多，但其主要組成部分基本相同。圖2.2示出了絲式、箔式和半導體三種典型應變計的結構型式及其組成。?
(1)敏感柵——應變計中實現(xiàn)應變-電阻轉換的敏感元件。它通常由直徑為0.015～0.05mm的金屬絲繞成柵狀，或用金屬箔腐蝕成柵狀。圖中l(wèi)表示柵長，b表示柵寬。其電阻值一般在100Ω以上。?
(2)基底——為保持敏感柵固定的形狀、尺寸和位置，通常用粘結劑將其固結在紙質或膠質的基底上。應變計工作時，基底起著把試件應變準確地傳遞給敏感柵的作用。為此，基底必須很薄，一般為0.02～0.04mm。?有用專門的薄紙制成的基片稱為紙基。有用粘結劑和有機樹脂薄膜制成的膠基。??
(3)引線——它起著敏感柵與測量電路之間的過渡連接和引導作用。通常取直徑約0.1～0.15mm的低阻鍍錫銅線，并用釬焊與敏感柵端連接。?
(4)蓋層——用紙、膠作成覆蓋在敏感柵上的保護層；起著防潮、防蝕、防損等作用。?
(5)粘結劑——在制造應變計時，用它分別把蓋層和敏感柵固結于基底；在使用應變計時，用它把應變計基底再粘貼在試件表面的被測部位。因此它也起著傳遞應變的作用。
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2.測量原理
用應變片測量時，將其粘貼在被測對象表面上。當被測對象受力變形時，應變片的敏感柵也隨同變形，其電阻值發(fā)生相應變化，通過轉換電路轉換為電壓或電流的變化，從而實現(xiàn)應變的測量。
通過彈性敏感元件，將位移、力、力矩、加速度、壓力等物理量轉換為應變，則可用應變片測量上述各量，做成各種應變式傳感器。
應變片有如下的優(yōu)點：①.測量應變的靈敏度和精度高，性能穩(wěn)定、可靠，可測1～2με，誤差小于1％。②.應變片尺寸小、重量輕、結構簡單、使用方便、測量速度快。測量時對被測件的工作狀態(tài)和應力分布基本上無影響。既可用于靜態(tài)測量，又可用于動態(tài)測量③.測量范圍大。既可測量彈性變形，也可測量塑性變形。變形范圍可從1％～2％。④.適應性強?？稍诟邷?、超低溫、高壓、水下、強磁場以及核輻射等惡劣環(huán)境下使用。⑤.便于多點測量、遠距離測量和遙測。⑥.價格便宜，品種多，工藝較成熟，便于選擇和使用，可以測量各種物理量。
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應變片的類型、材料及粘貼
（一）應變片的類型和材料
1.金屬絲式應變片
金屬絲式應變片有回線式和短接式二種，如圖2.3所示。但回線式最為常用，制作簡單，性能穩(wěn)定，成本低，易粘貼，但其應變橫向效應較大。
短接式應變片兩端用直徑比柵線直徑大5～10倍的鍍銀絲短接。優(yōu)點是克服了橫向效應，但制造工藝復雜。
圖2.3 應變片 a、c回線式 b、d短接式
常用材料：康銅、鎳鉻鋁合金、鐵鉻鋁合金以及鉑、鉑烏合金等。?
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2.金屬箔式應變片
它是利用照相制版或光刻技術將厚約0.003～0.01mm的金屬箔片制成所需圖形的敏感柵，也稱為應變花。如圖2.4。
優(yōu)點：
①.可制成多種復雜形狀尺寸準確的敏感柵，其柵長l可做到0.2mm，以適應不同的測量要求；
②.與被測件粘貼結面積大；
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③.散熱條件好，允許電流大，提高了輸出靈敏度；?
④.橫向效應小。
⑤.蠕變和機械滯后小，疲勞壽命長。
圖2.4 金屬箔式應變片
缺點：電阻值的分散性比金屬絲的大，有的相差幾十歐姆，需做阻值調整。在常溫下，金屬箔式應變片已逐步取代了金屬絲式應變片。
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3.金屬薄膜應變片
它是薄膜技術發(fā)展的產物。采用真空蒸發(fā)或真空沉積等方法在薄的絕緣基片上形成厚度在0.1μm以下的金屬電阻材料薄膜的敏感柵，最后再加上保護層。
優(yōu)點：應變靈敏系數(shù)大，允許電流密度大，工作范圍廣，可達－197～317℃
缺點：難于控制電阻與溫度和時間的變化關系。
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（二）應變片的粘貼
應變片是用粘結劑粘貼到被測件上的。粘結劑形成的膠層必須迅速地將被測件的應變傳遞到敏感柵上。粘結劑的性能及粘貼工藝的質量直接影響著應變片的工作特性，如零漂、蠕變、滯后、靈敏系數(shù)等?？梢娺x擇粘結劑和正確的粘結工藝與應變片的測量精度有著極其重要的關系。
1.粘結劑的選擇?
粘結劑的主要功能是要在切向準確傳遞試件的應變。因此，它應具備：?
???? (1)與試件表面有很高的粘結強度，一般抗剪強度應大于9.8×106Pa；?
???? (2)彈性模量大，蠕變、滯后小，溫度和力學性能參數(shù)要盡量與試件匹配；
???? (3)抗腐蝕，涂刷性好，固化工藝簡單，變形小，使用簡便，可長期貯存；
???? (4)電絕緣性能、耐老化與耐溫耐濕性能均良好。?
一般情況下，粘貼與制作應變計的粘結劑是可以通用的。但是，粘貼應變計時受到現(xiàn)場加溫、加壓條件的限制。通常在室溫工作的應變計多采用常溫、指壓固化條件的粘結劑；非金屬基應變計若用在高溫工作時，可將其先粘貼在金屬基底上，然后再焊接在試件上。?
2.應變計的粘貼?
???? (1)準備：①試件——在粘貼部位的表面，用砂布在與軸向成45°的方向交叉打磨至Ra為6.3μm→清洗凈打磨面→劃線，確定貼片坐標線→均勻涂一薄層粘結劑作底；②應變計——外表和阻值檢查→刻劃軸向標記→清洗。
???? (2)涂膠：在準備好的試件表面和應變計基底上均勻涂一薄層粘結劑。?
???? (3)貼片：將涂好膠的應變計與試件，按坐標線對準貼上→用手指順軸向滾壓，去除氣泡和多余膠液→按固化條件固化處理。?
???? (4)復查：①貼片偏差應在許可范圍內；②阻值變化應在測量儀器預調平范圍內；③引線和試件間的絕緣電阻應大于200MΩ。?
???? (5)接線：根據(jù)工作條件選擇好導線，然后通過中介接線片(柱)把應變計引線和導線焊接，并加以固定。?
???? (6)防護：在安裝好的應變計和引線上涂以中性凡士林油、石蠟(短期防潮)；或石蠟—松香—黃油的混合劑(長期防潮)；或環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠、清漆等(防機械劃傷)作防護用，以保證應變計工作性能穩(wěn)定可靠。
常用的粘結劑類型：硝化纖維素型、氰基丙稀酸型、聚酯樹脂型、環(huán)氧樹脂類和酚醛樹脂類等。
粘貼工藝：被測件粘貼表面處理，貼片位置的確定、貼片、干燥固化、貼片質量檢查、引線的焊接與固定，以及防護與屏蔽等。