應變計
應變計簡介
應變計(有時稱為應變片)是電阻隨作用力變化的傳感器;它將力、壓力、張力、重量等物理量轉化為電阻的變化,從而測量這些物理量。當外力作用于固定物體時,就會產生應力和應變。物體內部產生的(對外力的)反作用力即為應力,產生的位移和形變即為應變。
應變計是電氣測量技術中最重要的傳感器之一,用于力學量的測量。正如其名,應變計主要用于應變測量。作為專業術語,“應變”包括拉伸應變和壓縮應變,以正負符號區分。因此,應變計既可測量膨脹,也可測量收縮。
物體的應變總是由于外力或內力作用導致。力、壓力、力矩、熱和材料結構變化等原因都可能導致應變。滿足特定條件時,就可以通過測得的應變量來算出影響因素的量化程度或物理值。這一方法在應力實驗分析中被廣泛采用。應力實驗分析用試樣或結構零件表面測得的應變值來表述材料內部的應力,并且預測材料安全性和耐久程度。更加專業的
變送器可用于測量力或其它衍生的物理量如運動、壓力、加速度、位移和振動等。這類變送器通常包含一個粘接了應變計的壓敏隔膜。
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一般用途精密應變計
一般用途精密應變計為封裝型康銅箔式應變計,具有多種模式規格,適用于科學、工業和實驗應力分析。此類精密應變計可用于實驗應力分析,監測工業設備或各種科學應用。在一般用途應變計部分,您可在零件編號旁找到應變計模式規格,以便查看應變計的幾何形狀。應變計尺寸同時以國際單位(公制,毫米)和美規單位(英制,英寸)提供。一般用途精密應變計包括以下模式規格:線性模式,雙平行網格模式,T型片陣(0/90°)模式,矩形或三角形(45°或60°),堆疊或平面片陣和剪切模式。
傳感器質量應變計
傳感器質量應變計適用于制造傳感器或類似傳感設備的客戶。傳感器質量應變計在載體實際尺寸上有著更嚴格的公差,可在需要時,使用載體邊緣進行應變計校準。其標稱電阻值公差也更嚴格。此類應變計可以進行蠕變調整,以滿足傳感器制造商的規格要求,還可以根據傳感器的獨特要求進行定制。傳感器質量應變計支持現貨訂購,可出色用于實驗應力分析和/或應變驗證項目。
Karma應變計
應變計選擇考量因素
- 應變計長度
- 應變計模式中的應變計數量
- 應變計模式中的應變計排列
- 柵極電阻
- 應變靈敏合金
- 載體材料
- 應變計寬度
- 焊片類型
- 焊片配置
- 可用性
Omega提供全系列Karma應變計。Karma應變計可用于各種靜態和動態應用。它們適用于對長期穩定性或耐高溫性有著嚴格要求的應用。當在室溫下用于靜態應變測量時,可使傳感器具有長達幾個月甚至幾年的良好穩定性。對于-75至200°C(-100至392°F)的寬溫度區間的靜態應變測量,也建議使用Karma應變計,因為它們在這一溫度區間具有良好的線性度。Karma應變計通常用于疲勞額定型傳感器設計。Karma合金的疲勞壽命往往比康銅要好得多,因此采用Karma應變計的傳感器具有更長的疲勞壽命。Karma是一種鎳鉻合金,具有模量補償能力,能夠顯著降低傳感器設計中的量程漂移,因此常被選用作為應變計材料。
利用Karma合金,應變計靈敏系數會隨著溫度的升高而降低。彈性模量的降低則會使量程漂移減小。Karma合金也有其自身缺點,例如,如果不借助特制焊劑,則很難進行焊接。OMEGA已找到解決方案。我們為Karma應變計采用鍍銅焊墊,解決了這一難題。其中無需使用任何特制焊劑或特殊工序。
粘合型箔式應變計
第一款粘合型金屬絲應變計制作于1938年。金屬箔型應變計由厚度約0.001英寸(0.025 mm)的細絲網(電阻)組成,通過一層薄薄的環氧樹脂直接粘結到應變表面。當載荷施加于表面時,表面長度的變化會傳遞到電阻絲上,從而可以用與應變成線性關系的箔絲電阻值來度量待測表面的應變。箔膜和粘結層需要共同完成應變的傳遞,同時粘結層還要起到柵箔和待測表面之間的電絕緣作用。選擇應變計材料時,不僅僅要考慮傳感器應變特性,還要考慮其穩定性和溫度敏感性。遺憾的是,最適宜用作應變計的材料往往同時對溫度變化十分敏感,并且電阻值會隨著材料老化而改變。雖然對短期應用而言,這不是很重要,但應用到持續性工業測量中時,必須要考慮溫度和漂移補償。
選擇合適的應變計
預接線應變片
精密應變片帶有1 m或3 m絕緣線,以便安裝。KFH系列應變片包括以下模式規格:線性模式,T型片陣或0/45/90平面片陣。
用于剪力或扭矩應用的應變計
用于剪力或扭矩應用的半橋應變計。它們結構堅固,具有良好的可靠性和靈活性,適用于高度精確的靜態和動態傳感器。
常見問題
測量應變計電路
為了使用粘合型電阻應變計測量應變,必須將其連接到電路上,這樣才可以測量與應變對應的微小電阻變化。應變計傳感器通常包含四個應變計元件,這些元件通過電氣連接構成惠斯通電橋電路。圖1示出了典型的應變計圖?;菟雇姌蚴且粋€斷開的橋狀電路,可用于測量靜態或動態的電阻?;菟雇姌虻妮敵鲭妷盒问綖楹练糠剌斎腚妷??;菟雇姌蛞卜浅_m于溫度補償應用。電橋中所需的有效應變計數量取決于應用場合。例如,將彎曲梁兩側分別測量壓縮應變和拉伸應變的兩個應變計連接起來,就是一種很實用的設計。這種設計可以使同等應變輸出的橋電壓倍增。在四臂均設有應變計的電橋中,溫度影響可以得到自動補償。這是因為溫度導致的阻值變化會同時作用于電橋的四臂。
定制應變計
OMEGA提供應變計定制服務。我們了解客戶需要適用于其特殊要求的定制應變計。使用定制應變計,可以簡化應變計的安裝,使其適用于特定應用或空間受限的環境。如果在我們的標準應變計中沒有找到滿足您要求的應變計,請隨時與我們聯系。我們可以提供應變計定制服務滿足您的要求,這些服務包括:
- 修改標準應變計模式
- 建立定制應變計片陣或模式
- 在公共載體上放置多個應變計
- 提供非標準引線長度
- 使用定制材料
- 重新布置焊墊或提供其它布線點
- 生成特定尺寸或形狀,清除障礙
我們可以提供定制蠕變規格,使其與您的彈簧元件相匹配,從而最大程度地提高傳感器性能。我們的團隊將幫助您根據測試結果的要求提高或降低蠕變補償。OMEGA可提供半橋或全橋惠斯通電橋設計,或定制片陣。我們致力于簡化定制應變計的購買流程,加快購買速度。請將定制圖紙和所需的應變計規格和數量發送給OMEGA。OMEGA的團隊將和您一起分析您的應用,并為您提供定制應變計的報價單。我們會在2周以內制作出定制應變計的樣品。并在不久后生產出所需數量的產品。我們會為您創建定制零件編號,方便您將來快速方便地訂購此款應變計。
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