2013年电阻应变计分析

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内容提要：电阻应变计是一种用途广泛的高精度力学量敏感元件，其基本用途是把弹性体表面的变形量转变为电阻的变化，再通过惠斯通电桥转化为电量变化，以输入相关的仪器仪表进行分析。

电阻应变计利用应变—电阻效应原理，是应变式传感器实现力—电转换的核心元件，电阻应变计的性能优劣是影响应变式传感器精确度的决定因素之一。

（1）电阻应变计的原理

电阻应变计又称“电阻应变片”，也可以简称“应变计”、“应变片”。电阻应变计是一种用途广泛的高精度力学量敏感元件，其基本用途是把弹性体表面的变形量转变为电阻的变化，再通过惠斯通电桥转化为电量变化，以输入相关的仪器仪表进行分析。

（2）电阻应变计的构成

电阻应变计的厚度一般在30－60 微米，主要由敏感栅、基底、密封层、引线构成。其工作图见下图：

上述几个组成部分的作用分别是：

①作为应变计的核心，敏感栅是将应变量转换成电阻变化量的电阻体，用金属箔材腐蚀成栅形；电阻应变计粘贴在弹性体上，当弹性体发生变形时，电阻应变计的敏感栅随之产生相同应变，其电阻值发生变化，用仪器测量此电阻变化即可测出弹性体表面沿敏感栅轴线方向的平均应变量。

②基底用于保持敏感栅、引线的几何形状和相对位置，并起绝缘作用。

③密封层用于保持敏感栅和引线的形状和相对位置，也保护敏感栅。

④引线是应变计中从敏感栅引出电信号的金属丝或扁带。电阻应变计使用粘结剂将敏感栅固定于基底上，并将密封层与基底粘贴在一起。使用电阻应变计时，也需用粘结剂将应变计基底粘贴在弹性体的表面，以便将弹性体受力后的表面应变传递给应变计的基底和敏感栅。

（3）电阻应变计的应用

电阻应变计诞生于第二次世界大战结束前后，已有六十多年的历史。电阻应变计的应用范围十分广泛，主要应用于应变式传感器制造和结构应力分析。电阻应变计不仅适用于室内试验、模型试验，还可以在现场对实际结构或部件进行测量，上述特点是其他传感器元件或传感器所不能比拟的。另外，它在对结构和设备的安全监测方面也有广泛的应用前景。