电阻应变仪

电阻应变片贴片技巧公开

电阻应变片贴片技巧公开

目前市面上流行的称重传感器，高压力传感器以及扭矩传感器都是贴片工艺制造的也就是粘贴电阻应变片。电阻应变片贴的好坏影响传感器的特性，不如精度，输出信号大小等，如果粘贴的不好，传感器也就是一个次品无法在进行下一步的工艺。因此可以说传感器最关键最基本的一步就是粘贴电阻应变片。（电阻应变片的组成及工艺原理请参见我司撰写的其他文章）。上次“扭矩传感器技术公开”的这一文章上也大致的说了下贴片的重要性。故此，着重用一篇文章来介绍如何贴电阻应变片。下面的介绍中我以实验的方式向大家介绍这一工艺。如有其他问题也可以与我司人员联系。 一、实验目的

１．了解应变片的测量原理、结构、种类；

２．掌握应变片的粘贴技术及质量检查与防潮方法。 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

篇一：电阻应变式传感器教案

专业课教案 2010年全国职业培训 参评组别：

优秀教研成果评选活动参评教案

专业分类：机电类 课程名:传感器及应用

电阻应变式传感器

作者姓名： 吕 小 亚

单 位: 陕西省彬县职业教育中心

通讯地址: 彬县西大街34号

邮政编码: 713500

联系电话: 18717285091

课题 电阻应变式传感器

一、教学设计

1、教材地位和作用

《传感器及应用》开设在机电专业第二学年，本书内容安排采用总分的结构，第二章分别介绍各类传感器的原理及应用，第一节《电阻应变式传感器》正是其中最简单最典型的一类传感器。这一节课的作用就知识体系而言，是机械、电子、化学、光学等基础知识的综合运用；就教学策略而言，是让学生掌握一种学习模式：掌握原理——实验论证——拓展应用——创新提高，而这个模式是后续章节每一种传感器的整体教学思路。

2、学情分析

本课题的授课对象是08机电2、3班。班内相当一部分学生初中没毕业，逻辑能力抽象思维能力差，前面学习的专业知识并不扎实，学生心态也比较浮躁，好的方面的是，学生好奇心强，好动性强，经过实习生活阅历有所丰富，对专业以及将来的职业有了比较理性的认识，学习的主动性有所提高。

3、教学目标定位

知识目标：1、掌握应变效应及电

一、电阻应变片粘贴技术

一、实验目的

1.了解电阻应变片的结构、规格、用途等。 2.学会设计布片方案。

3.掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术。 二、实验设备及器材

1.YD－88便携式超级应变仪。 2.QJ23型电桥。

3.试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等。 4.试件见图1-5。 三、实验原理

应变片的构造很简单。把一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线，就成了早期常用的丝绕式应变片。应变片一般由敏感栅（即金属丝）、粘结剂、基底、引线及覆盖层五部分组成。如将应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，而且，这电阻变化与构件应变有确定的线性关系。应变片已有多种类型，若按敏感栅所用材料来分，有丝绕式应变片、箔式应变片和半导体应变片。前两种的敏感栅是以金属丝或箔制成，可统称为金属式应变片，工作原理是基于金属丝的电阻应变效应；半导体应变片则是一类较新品种，具有一些独特的优点。

无论何类应变片，其构成不外基底、敏感栅和引线三大部分。引线是从敏感栅到测量导线之间的过渡部分，用以将敏感栅接入测量电路。基底用来保持敏感栅及其与引线

一、电阻应变片粘贴技术

一、实验目的

1.了解电阻应变片的结构、规格、用途等。 2.学会设计布片方案。

3.掌握选片、打磨、粘贴、接线、固定、防护等操作工艺和技术。 二、实验设备及器材

1.YD－88便携式超级应变仪。 2.QJ23型电桥。

3.试件、应变片、砂布、镊子、丙酮、药棉、502胶水、玻璃纸等。 4.试件见图1-5。 三、实验原理

应变片的构造很简单。把一条很细具有高电阻率的金属丝，在制片机上排绕后，用胶水粘在两片薄纸之间，再焊上较粗的引出线，就成了早期常用的丝绕式应变片。应变片一般由敏感栅（即金属丝）、粘结剂、基底、引线及覆盖层五部分组成。如将应变片固定在被测构件表面上，金属丝随构件一起变形，其电阻值也随之发生变化，而且，这电阻变化与构件应变有确定的线性关系。应变片已有多种类型，若按敏感栅所用材料来分，有丝绕式应变片、箔式应变片和半导体应变片。前两种的敏感栅是以金属丝或箔制成，可统称为金属式应变片，工作原理是基于金属丝的电阻应变效应；半导体应变片则是一类较新品种，具有一些独特的优点。

无论何类应变片，其构成不外基底、敏感栅和引线三大部分。引线是从敏感栅到测量导线之间的过渡部分，用以将敏感栅接入测量电路。基底用来保持敏感栅及其与引线

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本手册只提供给产品操作者参考，学者的专业理论及实验原理没有必然性指导义务。 本手册由本公司著作。未经本公司书面授权，本手册中之任何部分皆不可以任何形式影印、复制或网络传播

北京杰创永恒科技有限公司

1

目录

一、产品简介 ................................................................................................................................... 3 二、实验箱组成 ............................................................................................................................... 3 三、产品特点 ..............

1、 一应变片的电阻R0=120Ω，K=2.05，用作应变为800μm/m的传感元件。 (1)求△R与△R/R； (2)若电源电压Ui=3V，求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U0。

解：(1)△R/R=Kε=2.05x800μm/106μm

-3

=1.64x10

-3-3

则△R=1.64x10 x R=1.64x10 x 120Ω=0.197Ω

Ui(2) U0 =4xKε=

3?1.64?10?3V=1.23mV 4

2、如果将 120Ω的应变片贴在柱形弹性试件上，

-42

该试件的截面积 S=0.5×10m，材料弹性模量

1124

E=2×10N/ m。若由5×10N的拉力引起应变片电阻变化了 1.2Ω，求该应变片的灵敏系数 K。

解：△R/R=1.2/120=0.01 ε

5x104=σ/E=F/SE=0.5x10?4x2x1011=0.005

K=△R/R/ε=2

3、以阻值R=120Ω，灵敏系数 K=2.0的电阻应变片与阻值 120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为 2με和2000με时，分别求出单臂、双臂差动电

静态应变仪使用说明

TDS-303 FLASH数据采集仪继承了老版本的所有优秀功能如：多通道测量应变、DC电压、热电偶和铂电阻等所设计的；内置最多30通道，通过扫描箱可扩展到1000通道；具有专利的三重积分A/D转换器，具有很高的精度和稳定性。新增加的功能有：FLASH存储卡插槽、以太网络接口、4线应变计测量系统（选配）、数字位移测量系统（选配）

操作规程

注意事项

1. 仪器及被测试件应正确接地。

2. 工作环境：温度：0～+40℃、湿度30～85% 。避免阳光直射，无强磁场干扰和腐蚀性气体。

3. 测量前，应检查保险丝是否损坏。 4. 本仪器应由被授权人员操作。

操作步骤

1. 按下电源开关，仪器通电，预热30分钟。 2. 按“平衡”健进行初始调零。

3. 按“设置”健设定修正系数，修正系数K根据应变计灵敏度系数Ki设置，修正系数K为2/Ki，按“确定”健退出。

4. 根据实际测量要求，确定测量桥的联接方式并接好测点。

5. 按下“平衡”开关 ，利用仪器上和接线箱的调零电位器对测点逐点进行初始调零，如果调不到0，则应记录下初始平衡值。

6. 开始测量：本仪器采用逐点测量逐点记录方式，即使用数字按钮测点切换开关，一点一点手动测量并在专用表格

静态应变仪使用说明

TDS-303 FLASH数据采集仪继承了老版本的所有优秀功能如：多通道测量应变、DC电压、热电偶和铂电阻等所设计的；内置最多30通道，通过扫描箱可扩展到1000通道；具有专利的三重积分A/D转换器，具有很高的精度和稳定性。新增加的功能有：FLASH存储卡插槽、以太网络接口、4线应变计测量系统（选配）、数字位移测量系统（选配）

操作规程

注意事项

1. 仪器及被测试件应正确接地。

2. 工作环境：温度：0～+40℃、湿度30～85% 。避免阳光直射，无强磁场干扰和腐蚀性气体。

3. 测量前，应检查保险丝是否损坏。 4. 本仪器应由被授权人员操作。

操作步骤

1. 按下电源开关，仪器通电，预热30分钟。 2. 按“平衡”健进行初始调零。

3. 按“设置”健设定修正系数，修正系数K根据应变计灵敏度系数Ki设置，修正系数K为2/Ki，按“确定”健退出。

4. 根据实际测量要求，确定测量桥的联接方式并接好测点。

5. 按下“平衡”开关 ，利用仪器上和接线箱的调零电位器对测点逐点进行初始调零，如果调不到0，则应记录下初始平衡值。

6. 开始测量：本仪器采用逐点测量逐点记录方式，即使用数字按钮测点切换开关，一点一点手动测量并在专用表格

电阻应变片的结构及工作原理

电阻应变片的结构如图4-1-3所示，其中，

2 敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量的

4

敏感部分，它是用金属丝或半导体材料制成的单丝或栅状体。引线是从敏感栅引出电信号的丝状或带状导线。

3 5

1 (1)粘结剂：是具有一定电绝缘性能的粘结

材料，用它将敏感栅固定在基底上。

图4-1-3 电阻应变片

(2)覆盖层：用来保护敏感栅而覆盖在上面的

1-敏感栅；2-引线；3-粘结剂；

绝缘层。

4-覆盖层；5-基底

(3)基底：用以保护敏感栅，并固定引线的

几何形状和相对位置。

电阻应变片能将力学量转变为电学量是利用了金属导线的应变——电阻效应。我 们知道，金属导线的电阻R与其长度L成正比，与其截面积A成反比，即

R??式中?是导线的电阻率。

L (4-1-3) A如果导线沿其轴线方向受力产生形变，则其电阻值也随之发生变化，这一物理现象被称为金属导线的应变——电阻效应。为了说明产生这一效应的原因，可将式（4-1-3

电阻应变片的结构及工作原理

电阻应变片的结构如图4-1-3所示，其中，

2 敏感栅是应变片中把应变量转换成电阻变化量的

4

敏感部分，它是用金属丝或半导体材料制成的单丝或栅状体。引线是从敏感栅引出电信号的丝状或带状导线。

3 5

1 (1)粘结剂：是具有一定电绝缘性能的粘结

材料，用它将敏感栅固定在基底上。

图4-1-3 电阻应变片

(2)覆盖层：用来保护敏感栅而覆盖在上面的

1-敏感栅；2-引线；3-粘结剂；

绝缘层。

4-覆盖层；5-基底

(3)基底：用以保护敏感栅，并固定引线的

几何形状和相对位置。

电阻应变片能将力学量转变为电学量是利用了金属导线的应变——电阻效应。我 们知道，金属导线的电阻R与其长度L成正比，与其截面积A成反比，即

R??式中?是导线的电阻率。

L (4-1-3) A如果导线沿其轴线方向受力产生形变，则其电阻值也随之发生变化，这一物理现象被称为金属导线的应变——电阻效应。为了说明产生这一效应的原因，可将式（4-1-3