技術(shù)文章
Article淺談日本共和應(yīng)變片的工作原理和特點
更新時間：2018-10-19 點擊次數(shù)：2600次
日本共和應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變變送器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時，電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在電阻上的電壓發(fā)生變化。
日本共和應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機械變形時，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。
半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成的，其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。
日本共和應(yīng)變片是由敏感柵等構(gòu)成用于測量應(yīng)變的元件，使用時將其牢固地粘貼在構(gòu)件的測點上，構(gòu)件受力后由于測點發(fā)生應(yīng)變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發(fā)生變化，再由儀器測得其電阻變化大小，并轉(zhuǎn)換為測點的應(yīng)變值。
金屬電阻應(yīng)變片品種繁多，形式多樣，常見的有絲式電阻應(yīng)變片和箔式電阻 應(yīng)變片。
箔式電阻應(yīng)變片是一種基于應(yīng)變——電阻效應(yīng)制成的，用金屬箔作為敏感柵的，能把被測試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。
日本共和應(yīng)變片由應(yīng)變敏感元件、基片和覆蓋層、引出線三部分組成，應(yīng)變敏感元件一般由金屬絲、金屬箔（高電阻系數(shù)材料）組成，它把機械應(yīng)變轉(zhuǎn)化成電阻的變化?；透采w層起固定和保護敏感元件、傳遞應(yīng)變和電氣絕緣作用
我們采用的是金屬箔式日本共和應(yīng)變片，其特點如下：①金屬箔柵很薄，因而它所感受的應(yīng)力狀態(tài)與試件表面的應(yīng)力狀態(tài)更為接近。其次，當(dāng)箔材和絲材具有同樣的截面積時，箔材與粘接層的接觸面積比絲材大，使它能更好地和試件共同工作。第三，箔柵的端部較寬，橫向效應(yīng)較小，因而提高了應(yīng)變測量的精度。②箔材表面積大，散熱條件好，故允許通過較大電流，因而可以輸出較大信號，提高了測量靈敏度。③箔柵的尺寸準確、均勻，且能制成任意形狀，特別是為制造應(yīng)變花和小標距應(yīng)變片提供了條件，從而擴大了應(yīng)變片的使用范圍。④便于成批生產(chǎn)。⑤缺點：電阻值分散性大，有的相差幾十歐姆，故需要作阻值調(diào)整；生產(chǎn)工序較為復(fù)雜，因引出線的焊點采用錫焊，因此日本共和應(yīng)變片不適于高溫環(huán)境下測量；此外價格較貴。
日本共和應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機械變形時，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。
半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成的，其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。
日本共和應(yīng)變片是由敏感柵等構(gòu)成用于測量應(yīng)變的元件，使用時將其牢固地粘貼在構(gòu)件的測點上，構(gòu)件受力后由于測點發(fā)生應(yīng)變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發(fā)生變化，再由儀器測得其電阻變化大小，并轉(zhuǎn)換為測點的應(yīng)變值。
金屬電阻應(yīng)變片品種繁多，形式多樣，常見的有絲式電阻應(yīng)變片和箔式電阻 應(yīng)變片。
箔式電阻應(yīng)變片是一種基于應(yīng)變——電阻效應(yīng)制成的，用金屬箔作為敏感柵的，能把被測試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。
日本共和應(yīng)變片由應(yīng)變敏感元件、基片和覆蓋層、引出線三部分組成，應(yīng)變敏感元件一般由金屬絲、金屬箔（高電阻系數(shù)材料）組成，它把機械應(yīng)變轉(zhuǎn)化成電阻的變化?；透采w層起固定和保護敏感元件、傳遞應(yīng)變和電氣絕緣作用
我們采用的是金屬箔式日本共和應(yīng)變片，其特點如下：①金屬箔柵很薄，因而它所感受的應(yīng)力狀態(tài)與試件表面的應(yīng)力狀態(tài)更為接近。其次，當(dāng)箔材和絲材具有同樣的截面積時，箔材與粘接層的接觸面積比絲材大，使它能更好地和試件共同工作。第三，箔柵的端部較寬，橫向效應(yīng)較小，因而提高了應(yīng)變測量的精度。②箔材表面積大，散熱條件好，故允許通過較大電流，因而可以輸出較大信號，提高了測量靈敏度。③箔柵的尺寸準確、均勻，且能制成任意形狀，特別是為制造應(yīng)變花和小標距應(yīng)變片提供了條件，從而擴大了應(yīng)變片的使用范圍。④便于成批生產(chǎn)。⑤缺點：電阻值分散性大，有的相差幾十歐姆，故需要作阻值調(diào)整；生產(chǎn)工序較為復(fù)雜，因引出線的焊點采用錫焊，因此日本共和應(yīng)變片不適于高溫環(huán)境下測量；此外價格較貴。
