电阻应变计的分类
2.3.4半导体应变计
半导体应变计是利用硅、锗、锑化钢、磷化镓等半导体树料制成的。当半导体材料沿晶轴方向受到机械应力作用时,其电阻率发生变化,这种性质称为压阻效应。
2.3.5几种特殊的应变计
为了适应工程实际和某些力学实验的需求,还有一些特殊形状的应变计,主要有以下几种形式:
1.裂纹扩展应变计
裂纹扩展应变计的敏感栅是由平行栅条组成。用于断裂力学实验时,检测构件在载荷作用下裂纹扩展的过程及扩展的速率(如图2-9)。实验时粘贴在构件裂纹尖端处,随着裂纹的扩展,栅条依次被拉断,应变计的电阻逐级增加。根据事先作出的断裂顺序与电阻变化曲线,可推断裂纹的扩展情况。若同时记录各栅条断裂时间,即可算出裂纹的扩展速率。
2.疲劳寿命计
疲劳寿命计的敏感栅是由经过退火处理的康铜箔制成,夹在两层浸过环氧树脂的玻璃纤维布中间形成。当应变计粘贴在承受交变载荷的构件上时,应变计丝栅在交变载荷作用下发生冷作硬化,而使电阻发生变化,电阻变化值与交变应力的大小、循环次数成比例,通常可用实验方法来建立经验公式。使用时可由电阻变化来推算交变应变的大小及循环次数,从而预测构件的疲劳寿命。
3.大应变量应变计
用于量测5~20%大应变或超弹性范围应变用的,如图2-10。为避免丝栅与粗引线间的应力集中,中间采用细引线过渡。箔式应变计的引线应弯成弧形,然后再焊接,敏感栅是由经过获得大变形及退火处理的康铜制成,基底可用浸过增塑剂的纸(应变5~12%)或聚蹴亚胺(应变20%),粘结剂可用环氧树脂,聚氨脂填加增塑剂制成。这种应变计受压时敏感栅会发生轴向屈曲,故承受的拉应变远大于压应变。因此,当用于交变应变量测时,量测范围不应超过容许的压应变界限。
4.双层应变计
在进行薄壳、薄板应变的测量时,需要在壳和板的内、外表面对称贴片。而对于体积小或密封的结构在内表面贴片几乎是无法进行的,双层应变计为解决这些问题提供了条件。在不太厚的塑料上、下表面粘贴应变计,并在应变计表面涂环氧树脂保护层。使用时将此双层应变计粘贴在被测构件的外表面,利用弯曲应变线性分布及轴向应变均匀分布特点,同时测出弯曲及轴向应变。
5.防水应变计
在潮湿环境或水下,特别在高水压作用下,应采用防水应变计。常温短期水下应变量测可在箔式应变计表面涂防护层(如水下环氧树脂)。长期量测可用热塑方法将应变计夹在两块薄塑料板中间,或采用防水、防霉、防腐蚀的特种胶材料作为应变计的基底和覆盖层制成防水应变计。
6.屏蔽式应变计
屏蔽式应变计的上、下两面均有铜箔构成屏蔽层,常用于电流变化幅度大的环境中的应变测量,如在电焊机旁或电气化机车轨道应变的量测。在强磁场中,若采用镍铬敏感材料,可减小磁致效应。
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