电阻应变计的工作特性

应变计在常温下使用时，产生零漂的主要原因是敏感栅通以工作电流之后产生的温度效应、在制造和安装应变计过程中所造成的内应力、以及粘结剂固化不充分等。随着工作温度的增加，零漂的产生则主要是敏感栅材料的逐渐氧化、粘结剂和基底材料性能的变化等因素所致。尤其是高温下工作的应变计，敏感栅材料氧化的速度迅速增加，并出现合金中某些元素挥发的现象，材料的电阻率发生变化，会使应变计产生很大的零漂。
蠕变的产生，主要是胶层在传递应变的开始阶段出现“滑动”所造成的，胶层愈厚，弹性模量愈小，机械应变量愈大，“滑动”现象就愈甚，产生的蠕变也愈大。
2.4.6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要因素是：
1. 粘结剂和基底材料传递应变的性能；
2. 引线与敏感栅焊点的布置形式；
3. 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。
2.4.7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：（1）敏感栅或引线发生断路；（2）应变计输出幅值变化10%；（3）应变计输出波形上出现穗状尖峰。
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。
2.4.8应变计的绝缘电阻
应变计的绝缘电阻是指敏感栅及引线与被测试件之间的电阻值。
绝缘电阻过低，会造成应变计与试件之间漏电而产生测量误差。当安装在试件上的应变计通入工作电流以后，绝缘电阻可认为是每段栅丝与“地”之间许多小电阻的并联值。由于并联电路的分流作用，使通过敏感栅的电流变小。绝缘电阻越低，分流作用就越大，通过敏感栅上的电流就越小，致使测量灵敏度降低，直接影响测量结果。
绝缘电阻下降，将使应变计的指示应变比实际的应变值减少。但从对测量精度的影响来看，对绝缘电阻的要求并不很高，只有在低于0.01MΩ之后，测量误差才急剧增加。
绝缘电阻下降，将使一部分电流分流到试件，引起的另一个不良后果是零点漂移。
提高绝缘电阻的途径方法是：选用电绝缘性能良好的粘结剂和基底材料，并使其经过充分的固化处理。使得提高应变计的绝缘电阻的同时，不增加蠕变和机械滞后。
2.4.9应变计的温度特性
应变计的温度特性分：热输出和热滞后。
1.热输出

当应变计安装在可以自由膨胀的试件上，且试件不受外力作用。若环境温度不变，则应变计的应变为零。若环境温度变化，则应变计产生应变输出。这种由于温度变化而引起的应变输出，称为应变计的热输出。
产生应变计热输出的原因主要是：
（1）应变计敏感栅材料本身的电阻温度系数引起的；
（2）由于敏感栅材料与试件材料的线膨胀系数不同，使敏感栅产生了附加变形。
当环境温度变化Δt oC时，应变计的电阻变化量为
()[]tKRRsmStΔ?+=Δββα (2-15)
温度改变引起的应变计的电阻变化率为 =ΔRRt()[]tKsmSΔ?+ββα (2-16)
式中：α为敏感栅材料的电阻温度系数（1/oC）；βm为试件材料的线膨胀系数（1/oC）；βs为敏感栅材料的线膨胀系数（1/oC）；Κs为敏感栅丝的灵敏系数；R为应变计的电阻值（Ω）。
温度改变产生的热输出为 ??????Δ=RRKtt1ε
K1=()[tKsmSΔ?+ββα (2-17)
式中：Κ为应变计的灵敏系数。应变计的热输出一般用温度每变化1oC时的输出应变值来表示。
2.热滞后
如果应变计是在升温和降温情况下循环工作，则发现在室温和极限工作温度之间增加或减少温度时，应变计的升温热输出曲线和降温热输出曲线并不重合。即在某一温度下，升温的曲线和降温的曲线之间有一个差值，此差值即为应变计的热滞后。

2.4.10最大工作电流
应变计接入测量线路，敏感栅中便通过一定的电流，一部分能量转换为热能而使应变计产生温升。增加工作电流，虽然能够增大应变计的输出信号而提高测量灵敏度，但如果由此产生太大的温升，不仅会使应变计的灵敏系数发生变化，零漂和蠕变值明显地增加，有时还会将应变计烧坏。应变计的最大工作电流是指允许通过其敏感栅而不影响工作特性的最大电流值。