文档介绍：《包装测试技术》
实验指导书
谷吉海编
哈尔滨商业大学轻工学院
2009年6月
实验一电阻应变片的认识与粘贴技术训练
一、实验目的
、结构、种类;
。
二、实验原理(应变片)
在机械工程测试技术中,广泛应用电阻应变片,因为它能准确地测量各种力参数。对于应变片的正确选取和粘贴质量的好坏,将直接影响应变片的性能和测量的准确性。
(一)应变片的分类
应变片可分为金属式和半导体式两大类:
金属式:丝式、箔式、薄膜式;
半导体式:薄膜式、扩散式。
根据基底材料不同又可分为纸基、胶基和金属片基等。
(二)基底材料
基底材料要满足如下要求:机械强度高,粘贴容易,电绝缘性好,热稳定性好,抗潮湿性能好,挠性好(能够粘贴在曲率半径很小的曲面上),无滞后和蠕变。
:(1)酚醛、环氧树脂
基底(箔式片居多),它具有良好的耐热和防潮性能,使用温度达成180℃,并且长时间稳定性好;(2) 聚酰亚胺基底,使用温度-260℃~400℃,绝缘性能好,因此可以做得很薄,,应变片的柔韧性好;(3)石棉、玻璃纤维增强塑料作基底,主要在高温下使用。
(三)敏感元件材料
对敏感材料的要求:灵敏度K。在尽可能大的应变范围内是常数;K。尽可能大;具有足够的热稳定性;电阻系数高且受温度变化的影响小;在一定的电阻值要求下,电阻系数越高,电阻丝的长度越短,因此可以减小电阻应变片的尺寸。
康铜是用得最广泛的电阻应变片敏感材料,康铜的K。值对应变的稳定性非常好,不但在弹性变形的范围内K。保持常数,在进入塑性范围后K。仍基本上保持常数,故测量范围大。康铜具有足够小的电阻温度系数,使测量时因温度变化而引起的误差较小;康铜的电阻系数很大,便于做成电阻值大而尺寸小的电阻应变片。我国制造的电阻应变片绝大部分以康铜为敏感材料。除康铜外还有镍铬铁合金、镍铬合金等
(四)应变片的主要参数
1、几何尺寸:基长l——沿敏感栅金属丝轴线方向上能承受应变的有效长度,基宽b——与金属丝轴线垂直方向上敏感外侧之间的距离;
:它是指应变片既没有粘贴,又不受外力作用的条件下,在室温中测量的原始电阻值。目前应变片的规格已成为标准系列化,目前我国生产的应变片名义阻值一般为120Ω,此外,还有60、80、240Ω等;
S:当应变片粘贴在试件上之后,在沿应变片轴线方向的单向载荷作用下,应变片的电阻变化率与被敏感栅覆盖下的试件表面上的轴向应变的比值称为应变片的灵敏度S
S =
:指敏感栅与被测试件之间的绝缘电阻;
:当应变片接入测量电路后,敏感栅中流过一定的电流,使应变片产生温升,一般在静态测量中允许电流为25mA,在动态测量中允许电流为75~100mA。
三、实验仪器和设备
试件 1个数字万用表 1块
应变片 1枚惠斯顿电桥 1台
KH—501(502)胶 1瓶划线针 1把
丙酮(滴瓶装) 1瓶放大镜 1支
镊子 1支脱脂棉若干
小螺丝刀 1支聚四氟乙烯薄膜若干
钢板尺 1支细砂布若干
高度尺 1把应变片样本 1册
四、实验内容及步骤
仔细观察电阻应变片的样品,区别纸基、胶基等应变片及其结构,特别注意应变片在粘贴时的正反面区别。
(一)应变片的选择
1. 根据试件大小、工作温度和受力情况,选取合适的应变片;
~10倍的放大镜选择没有短路、断路、汽泡等缺陷,并且要求表面平整、丝栅排列均匀的应变片;
3. 量出所选取应变片的阻值,使阻值相近的应变片放在一起,,这样在测量时容易调整平衡。
(二)试件的表面处理与划线
图1—1试件的打磨与定位图1—2粘贴应变片后的试件
1. 预清洗根据试件的表面状况进行预清洗,一般采用有机溶剂脱脂除渍;
2. 除锈、粗化一般多采用砂布打磨法,除掉试件表面的锈渍使其露出新鲜的金属表层,以便使胶液充分浸润以提高粘贴强度。用细砂布沿着与所测应变轴线成方向交叉轻度打磨,使试件表面呈细密、均匀新鲜的交叉网纹状,这样有利于充分传递应变,打磨面要大于应变片的面积(图2—1);
3. 划定位基准线根据应变片尺寸,利用钢板尺、高度尺、划线针或硬质铅笔划出确定应变片粘贴位置的定位基准线。划线时,不要划到应变片覆盖范围内(图2—2);
4. 清洗一般采用纯度较高的无水乙醇、丙酮等,用尖镊子夹持脱脂棉球蘸少量的丙酮粗略地洗去打磨粉粒,然后用无污染的脱脂棉球蘸丙酮仔细地从里向外擦拭粘贴表面,擦一次转换一个侧面再擦,棉球四面都用过,更换新棉球用同样的方法擦洗,直到没有污物和油渍为止。应变片