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1、一、应变计的分类根据敏感栅材料可分为金属、半导体及金属或金属氧化物浆料等三类：1、金属应变计 包括丝式（丝绕式、短接式）应变计、箔式应变计和薄膜应变计；2、半导体应变计 包括体型半导体应变计、扩散型半导体应变计和薄膜半导体应变计；3、金属或金属氧化物浆料主要是制作厚膜应变计。 本店全部是箔式金属应变计。二、应变计的主要参数1、应变计的电阻值应变计的电阻是指应变计在室温环境、未经安装且不受力的情况下，测定的电阻值。应变计电阻值的选定主要根据测量对象和测量仪器的要求。2、应变计的灵敏系数应变计的灵敏系数是指：当应变计粘贴在处于单向应力状态的试 件表面上，且其纵向（敏感栅纵线方向）与应力方向平行时，
2、应变计的 电阻变化率与试件表面贴片处沿应力方向的应变（即沿应变计纵向的 应变）的比值，即I式中，K为应变计的灵敏系数；为试件 表面测点处与应变计敏感栅纵线方向平行的应变；RRA为由所引起 的应变计电阻的相对变化。应变计的灵敏系数主要取决于敏感栅材料的灵敏系数，但两者又 不相等，这主要有两个原因：以丝式应变计为例，由于横栅的存在， 使制成敏感栅之后的灵敏系数小于丝材的灵敏系数，差别的大小与敏 感栅的结构型式和几何尺寸有关；试件表面的变形是通过基底和粘结 剂传递给敏感栅，由于端部过渡区的影响又使应变计的灵敏系数小于 敏感栅的灵敏系数，此差数不仅与基底和粘结剂的种类及其厚度有 关，还受粘结剂的固化程
3、度以及应变计安装质量的影响。因此，应变 计的灵敏系数是受多种因素影响的综合性指标，它不能通过理论计算 得到，而是由生产厂家经抽样在专门的设备上进行标定试验来确定 的。并于包装上注明其平均名义值和标准误差。常用的应变计灵敏系 数为 2.02.4。3、应变计的应变极限应变计的应变极限是指在温度恒定的条件下，对安装有应变计的 试件逐渐加载，指示应变与被测构件真实应变的相对误差（通常规定 为 10%）不超过一定数值时的真实应变值。实际上，应变极限是表示 应变计在不超过规定的非线性误差时，所能够工作的最大真实应变 值。大多数敏感栅材料的灵敏系数在弹性范围内变化很小，故在一般 情况下，决定应变极限大小的主
4、要因素是：a. 粘结剂和基底材料传递应变的性能；b. 引线与敏感栅焊点的布置形式；c. 应变计的安装质量。选用抗剪强度较高的粘结剂和基底材料、制造和安装应变计时控 制基底和粘结剂层不要太厚、适当的固化处理等；都有助于获得较高 的应变极限。 工作温度升高，会使应变极限明显地下降，中温和高温应变计在极限 工作温度下的应变极限均低于常温应变计。4、应变计的疲劳寿命应变计的疲劳寿命是指：在恒定幅值的交变应力作用下，应变计 连续工作，直至产生疲劳损坏时的循环次数。当应变计出现以下三种情形之一者，即可认为是疲劳损坏：a敏 感栅或引线发生断路；b.应变计输出幅值变化10%； c应变计输出波 形上出现穗状尖峰
5、。疲劳损坏的原因是，在动态应力测量时，应变计在交变应变的作 用下，经过若干循环次数之后，其灵敏系数将随应变循环次数的增加 而有所改变。这主要是由于敏感栅的缺陷（栅条上的针孔和裂隙）、 内焊点接触电阻的变化、粘结剂强度下降以及应变计安装质量不好等 因素所造成。要提高应变计的疲劳寿命，须特别注意引线与敏感栅之 间的连接方式和焊点质量。三、应变计的结构电阻应变计主要由敏感栅、基底、引出线、覆盖层组成，敏感栅 用粘合剂粘在基底和覆盖层之间。1、敏感栅用合金丝或合金箔制成的栅。它能将被测构件表面的应 变转换为电阻相对变化。目前常用的金属敏感栅材料主要有铜镍合 金、镍铬合金、镍钼合金、铁基合金、铂基合金、
6、钯基合金等2、基底电阻应变计的一个组成部分。其作用是在应变计被安装到 试件上之前，将敏感栅永久地或临时地安置于其上，同时还要使得敏 感栅和粘贴应变计的试件之间相互绝缘。常用的基底材料有纸、胶膜 （环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺等）、玻璃纤维布、金属 薄片等。3、引线电阻应变计的引线是从敏感栅引出的丝状或带状金属导线。 通常引线是在制造应变计时就和敏感栅连接好而成为应变计的一部 分。4、盖层电阻应变计的盖层是用来保护敏感栅使其避免受到机械损 伤或防止高温下氧化。常用的是以制作基底的胶膜或浸含有机胶液 （例如环氧树脂、酚醛树脂等）的玻璃纤维布作为盖层，也可以在敏 感栅上涂敷制片时所用粘结剂
7、作为保护层。盖层的材料包括纸、胶膜 及玻璃纤维布等。四、金属电阻应变片应用与工作原理电阻应变计有两方面的应用：一是作为敏感元件，直接用于被测 试件的应变测量；另一是作为转换元件，通过弹性元件构成传感器， 用以对任何能转变成弹性元件应变的其它物理量作间接测量。用应变 片测量时，将其粘贴在被测对象表面上。当被测对象受力变形时，应 变片的敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化，通过转换电路转 换为电压或电流的变化，从而实现应变的测量。金属电阻应变片的工作原理是电阻应变效应，即金属丝在受到应 力作用时，其电阻随着所发生机械变形（拉伸或压缩）的大小而发生相 应的变化。电阻应变效应的理论公式如下:r二 p
8、 *(L/S)式中：P电阻率(Qmm? /m)L金属丝的长度(m)S金属丝的截面积(mm2 )由上式可知，金属丝在承受应力而发生机械变形的过程中，P、L、S 三者都要发生变化，从而必然会引起金属丝电阻值的变化。当受外 力伸张时，长度增加，截面积减小，电阻值增加;当受压力缩短时， 长度减小，截面积增大，电阻值减小。因此，只要能测出电阻值的变 化，便可知金属丝的应变情况。这种转换关系为AR/R二Ko e式中：R金属丝电阻值的变化量；Ko金属材料的应变灵敏系数，它主要由试验方法确定,且在弹性极限内基本为常数值;e金属材料的轴向应变值，即e=AL/L,因此又称e为长度应变值, 对金属丝而言, 其值勤在
9、 0.240.4 之间。在实际应用中，将金属电阻应变片粘贴在传感器弹性元件或被测 饥械零件的表面。当传感器中的弹性元件或被测机械零件受作用力产 生应变时，粘贴在其上的应变片也随之发生相同的机械变形，引起应 变片电阻发生相应的变化。这时，电阻应变片便将力学量转换为电阻 的变化量输出。所售BF系列规格说明基底：改性酚醛；栅丝：康铜（含 40镍，1.5锰的铜合金）；全封闭结构；可同时实现温度自补偿和蠕变自补偿。精度高,稳定性好,使用方便,适用于0.02 级传感器。主要技术指标BF系列典型电阻值350对平均电阻值公差0.1%灵敏系数2.00-2.20灵敏系数分散N7N5N3N1N0N8N6N4N2T0T2T4T6T8T1T3T5（-）相邻标号之间实际蠕变值相差0.01-0.015%FS/30min电路原理（参见图）：通常传感器采用四片等值电阻组成惠氏顿等桥电路。R,B为输入端，G,W为输出端，RS起到保护电路的作用。通过调节RS、R1调节电路的零点平衡。
