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结构强度安全性应变传感器

发布时间:2024-02-19 来源:欣仰邦

应变传感器是一种将测量对象的应变作为电信号的变化进行检测，并根据该电信号的变化来测量应变量的测量装置。它能够进行极其准确和快速的响应测量，并且与静态和动态应变测量兼容。

应变传感器的应用

应变传感器用于检查汽车、火车、飞机和建筑物等结构的强度和安全性。它还用于临床医学、康复、人体工程学等，可用于测量广泛领域的物理量。

此外，应用应变传感器的传感器包括加速度传感器、称重传感器、压力传感器、位移传感器和扭矩传感器。

应变传感器原理

应变传感器的一般结构是由薄绝缘膜上的薄金属膜制成的锯齿形布线。通过光刻形成由金属膜制成的布线，并使用特殊的粘合剂将应变传感器粘附到被测物体上。

应变传感器通过将样品表面上的应变转换为电信号来执行测量。使用该传感器，整个电路的电阻根据样品中的应变而变化，因此可以通过测量电阻来量化应变。如果待测物体在安装有应变传感器的情况下产生应变，则应变传感器的锯齿形接线将根据应变而膨胀和收缩。

当导线拉伸时，导线的截面积变小，电阻增大，而当导线收缩，截面积增大时，电阻减小。可以根据电阻的变化来测量和量化应变量。惠斯通电桥电路用于检测该应变传感器电阻值的微小变化。

在惠斯通电桥电路中，电压施加到电桥的输入侧，输出侧测量由于被测物体的应变而变化的电压。根据该差异，可以检测到应变传感器接线的电阻变化，并由此可以量化被测物体上的应变。应变传感器的接线大多由金属箔制成，但也有一些由半导体制成。还有利用陶瓷压电效应的应变传感器。

应变传感器的类型

应变传感器包括单轴型和多轴型，单轴型仅具有一个锯齿状接线的元件，而多轴型则具有两个或多个元件。在多轴设备中，两个元件被布置为部分重叠。

有多种类型，例如适合测量泊松比的类型，以及适合应力分析的三元件部分重叠排列的类型。此外，具有多个元件并联排列的装置适用于应力集中区域的应变分析。

如何选择应变传感器

除了根据测量对象选择应变传感器的类型和应变方向上的接线长度（标距）外，使应变传感器的线膨胀系数与应变传感器的线膨胀系数相匹配也很重要。被测物体的线性膨胀是重要的一点。

有关应变传感器的其他信息

1、被测物体的表面处理

为了准确测量，需要去除被测物体上的锈迹、油漆等。另外，用砂纸等清理被测物体的表面，并对粘贴应变传感器的表面进行脱脂也很重要。

2. 如何安装应变传感器

为了使用应变传感器进行精确测量，首先确定并标记待测物体上的准确位置。然后，将规定的粘合剂涂在应变传感器的背面，将被测物体上的标记与应变传感器上的中心标记对齐，并压紧。

即使使用瞬间粘合剂，留出足够的干燥时间也很重要。

3、应变传感器精度

应变传感器利用锯齿状布线的电阻变化来测量应变量，但由于电阻值的误差和应变传感器的布线特有的误差，会产生测量误差。此外，连接应变传感器与电源的引线电阻、测试环境的温度和湿度等也是造成测量误差的因素。

一些设备使用特定的应变传感器和数据记录器组合来自动纠正这些错误。

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