电阻应变计的温度效应及其消除方法

<正> 一、概述 电阻应变计是应变电测技术和应变式传感器必不可少的敏感元件。理想上,粘贴在试件上的应变计只响应施加在试件上的机械应变,而不受其它环境因素的影响。然而,同其它敏感元件一样,电阻应变计也并非尽善尽美。其一,应变计的电阻不仅随机械应变变化,而且随温度变化亦在变化(热输出);其二,应变计的灵敏系数,即电阻变化量与应变量之比本身也是温度的函数。这些温度效应如果不予以控制或消除,往往会带来显著的测量误差,有时甚至完全掩盖被测信号,而得出错误的结果。     

电阻应变计技术六十年（一）：电阻应变计的由来,发展及展望

电阻应变计是目前世界上最常用的应力分析的敏感元件，也常用于制作传感器用测量诸如力（重量）、扭矩、压力和加速度等物理量。本文简要地介绍了电阻应变计６０年的发展历史，电阻就奕计的结构、分类及其现状，并展望了其发展趋势。     

电阻应变计技术六十年（3）应变胶粘剂的进展

电阻应变计是借助于胶粘剂把试件应变传递到敏感栅上，引起电阻变化，这是电阻应变计和应变测量的重要组成元件，其性能影响和决定了电阻应变计的各项特性。本文主要论述应变胶粘剂６０年来发展概况及名类应变胶粘剂特性。     

电阻应变测量方法浅析

介绍了应力应变电测技术的基本原理，分析和设计了电阻应变测量电路，中推导的应变计算公式消除了非线性误差，修正了导线电阻引起的误差，并且考虑了材料的泊松效应，大大提高了测量精度。     

《第四届航空应变电测技术交流会》文摘

1983年5月航空工业部测试技术情报网在厦门召开了第四届航空应变电测技术交流开。会上,交流了电阻应变计、应变式传感器等测量元件的最新研究成果,电阻应变计在不同条件下的应用技术,应变粘结剂和应变电阻合金的研制,以及应变电测的误差分析等方面经验和进展情况。会议共收到部内外各单位六十多篇交流报告和资料。现将部分文章以文摘形式,分别刊登在本刊1983年第4期与1984年第1期上,供读者选用。     

电阻应变计在锚杆应变测试中的应用

介绍了电阻应变计在锚杆应变测试中的应用,给出了不同锚杆结构类型和测试结果.     

双层电阻栅SOI应变计的设计及其在煤矿的应用

设计了一种微熔结构的双层电阻栅SOI应变计,该应变计利用热生长氧化、光刻、刻蚀等工艺方法进行制作,解决了通常SOI应变计体电阻阻值小、易受污染的问题,提高了应变计的精度、绝缘性和工作稳定性。现场试验结果表明,利用该应变计制作的煤矿钻孔应力计测量数据准确,工作稳定可靠,适用于煤岩体应力监测。     

中国微米纳米-PdCr薄膜电阻应变计研制及其高温应变敏感性能研究

在航空航天以及核电领域中,准确测量高温部件的应变、疲劳等结构参数十分重要,对满足高温应用环境的高温应变计需求非常迫切.在镍基合金基底上研制了PdCr薄膜电阻应变计,依次在基片上沉积NiCrAlY作为过渡层来增强附着性,沉积YSZ/Al2O3作为复合绝缘层满足绝缘性需求,溅射PdCr合金作为应变敏感层,并采用金属掩模对PdCr敏感层进行图形化,最后沉积Al2O3薄膜层作为高温保护层,并对PdCr薄膜应变计的应变敏感系数(GF)以及高温环境下的表观应变、漂移应变等性能进行了表征.结果表明,不同温度下PdCr薄膜应变计的电阻值随应变呈良好的线性关系;在常温下,其应变敏感系数为1.40;在800 ℃时,应变计的表观应变系数127 με/℃.应变计的电阻值随时间线性减小,导致的漂移应变约为1 800 με/hr,应变敏感系数为1.41.同时,对制备的PdCr薄膜应变计进行了可靠性评估和寿命评估.结果表明,其重复性测量误差约为5.71%,工作寿命超过10 h.     

混凝土应变计转换系数的测试方法研究

建筑工程检测领域常用混凝土应变计检测混凝土的结构应力应变,混凝土应变计的转换系数是影响检测结果准确度的重要参量.本文通过对振弦式应变计和电阻应变片式应变计的结构和检测原理进行分析,分别给出了对应的应变计转换系数测试方法,并列举了部分用到的标准器具     

电阻应变计技术六十年（2）——电阻应变计敏感材料的发展（上）

敏感栅材料电阻应变计的关键元件，其性能将直接影响电阻应变计的各项特性，敏感材料的进展促进了电阻应变计的发展，本文主要介绍金属电阻合金，半导体，薄膜，厚膜等电阻应计敏感栅材料的进展，着重介绍各种金属电阻合金的主要性能。     

电阻应变计在机械振动测量中的应用

本文采用金属电阻应变片作为传感器,研究了悬臂梁在动荷载的作用下的若干动态参数的测量,包括固有频率、阻尼系数等。详细叙述了用电阻应变计测试技术测定悬臂梁在动荷载的作用下的若干动态参数的过程以及数据处理的方法;并对所测定悬臂梁的动态参数的准确性进行讨论,指出方案中的优点和不足。     

超低温应用的电阻应变计研究

介绍可应用于液氮至液氦超低温度和超导磁体系统的电阻应变计的研究工作，主要是对超低温电阻应变计进行热输出，灵敏系数对强磁场效应等工作特性的实验研究。     

电阻应变计技术六十年（5）：———电阻应变计在传感器技术中的应用（上）

本文主要介绍电阻应变计在传感器中应用的一般情况,着重介绍目前应用最广的电阻应变式称重（测力）传感器和电阻应变计压力传感器的现状及展望。     

300℃自补偿高塑性应变计

本文重点介绍温度环境为300℃情况下可测变形量达8%(即80000μμε)的大变形(高塑性)应变计的研制情况。文中对塑性应变计的原理、电阻合金丝材及应变粘结剂的研制、应变计结构形式、焊接问题及试验方法等作了介绍。     

电阻应变片的粘贴技术

应变电测技术是非电量电测的一项基本技术。本文即详细叙述了应变电测技术中关键的电阻应变片粘贴工艺以及有关粘贴工艺质量检验测试的方法。具有实用价值。     

电阻应变计技术六十年（6）应变信号的传递,测量和贮存技术的进展

本文主要介绍应用电阻应地测量结构或部件变形时，应变信号的传递、测量和贮存技术的发展情况。     

电阻应变计技术六十年（2）电阻应变计敏感材料的发展（下）

四、应变电阻合金材料的一般特性 3、镍铬改良型合金 为了提高合金的电阻率,降低电阻温度系数,美国在镍铬合金中加入少量的Al、Cu、Fe等元素,研制成牌号为伊文(Evanohm)及卡玛(Karma)等改良型精密电阻合金。英、德、日、瑞典、法国、苏联等国也在镍铬基础上加入Mn、Si、Al、Cu、Mo等元素,相继制成各种镍铬改良型合金,这些合金对提高应变计的性能及扩大应用范围起了良好的作用。几种典型的镍铬改良型合金有:     

NiCrAlY薄膜应变计的研制

采用射频磁控溅射法在Ni基高温合金拉伸件上制备NiCrAlY薄膜应变计。研究了热稳定处理对NiCrAlY薄膜结构、表面形貌的影响,并且测试了NiCrAlY薄膜应变计的电学与应变性能。结果表明：热稳定处理后 NiCrAlY 薄膜应变计由于在表面形成了一层 Al2 O3膜,具有抗高温氧化的特性,在室温～800℃范围内,应变计电阻同温度呈线性变化,电阻温度系数（ TCR）约为290×10－6/℃,室温下的应变计系数（ GF）为2.1。     

薄膜应变计的横向效应及其影响因素

从电阻公式出发，利用金属的应变－电阻效应理论、弹性力学理论和薄膜的电导理论，导出了薄膜应变计的横向效应的表达式．分析了薄膜的厚度对薄膜应变计的横向效应的影响，并给出了实验结果与理论分析结果的对比．     

热试验中温环境应变测量技术研究

在结构强度试验中,应力是一项重要的考核指标,常温应力的测量已经形成一套成熟的技术.但在结构强度热试验中,中温环境下的应变测量过程较为复杂,主要分析中温应变的测量过程,以及中温应变测量数据的修正方法,并对实际试验的中温应变进行测试.实验结果表明,该测量方法满足结构强度热试验的测量要求,对结构强度试验非常温环境下的应变测量...