电阻应变式传感器应变传递影响因素分析

为研究电阻应变式传感器的应变传递机理,基于剪滞理论建立电阻应变式传感器应变传递的三维模型,推导出应变传递函数,利用有限单元法模拟出传感器各部分的应变分布并与理论值进行比较。具体分析粘接层几何参数和力学性能对应变传递的影响。结果表明:在测量过程中,应变片敏感栅中间部位所受的应变最大,并向两端逐渐递减直至为0;敏感栅、基底和胶结层两端均不受力的作用;基底与敏感栅、胶结层与基底之间存在应变过渡区;胶结层的横向宽度越长、厚度越薄和剪切模量越大,敏感栅有效区域长度越长,越有利于应变传递。研究结果对传感器应变片的选择和粘贴具有理论指导意义。     

基于正交试验的应变片敏感栅结构参数的优化

电阻应变片作为电阻应变式传感器的重要组成部分,其结构参数对传感器的测量精度影响较大。基于正交试验法设计试验方案,建立等强度梁、基底、敏感栅的三维模型,采用ANSYS有限元软件进行模拟分析,研究电阻应变片敏感栅结构参数对传感器应变传递误差的影响。结果表明:应变片敏感栅的弹性模量和栅丝厚度越小,栅丝长度越长,误差越小,栅丝间距存在最优值;栅丝长度对应变传递误差的影响最大,栅丝间距最小;当敏感栅材料为康铜,栅丝厚度0.003 mm,栅丝长度4 mm,栅丝间距0.28 mm,应变传递误差达到最小为0.19%,研究结果对传感器和电阻应变片的设计具有理论指导意义。     

光纤光栅传感器用于飞行试验应变测量的可行性研究

为推进光纤光栅(FBG)传感器在飞行试验应变测量中的应用,对其进行地面验证试验,并分析传感器封装结构、测试粘接工艺对应变测量的影响。FBG在飞行试验应用中具有体积小、质量轻的优势,但光纤易受损,需用不锈钢基片将光纤封装后使用AB胶与被测基体粘接。该文通过FBG与电阻应变计对比实验,验证其应变测量可行性,结果表明,FBG传感器响应趋势与电阻应变计一致,但封装后的FBG在胶结层存在较大应变损失;进一步建立应变传递模型进行仿真分析,定量计算测量误差,提出在满足飞行试验工艺可行性的前提下,胶结层厚度应尽量小,弹性模量应尽量大,即可有效提升FBG应变测量精度。     

测定碳复合材料高温力学性能的高温电阻应变计

根据应用于航空、航天等重要工程的新型碳复合材料研制的需要,我们近年来开展了测定碳复合材料高温力学性能用的高温电阻应变计及其粘结剂的研究工作.首先我们采用现有4107胶制400℃粘贴式应变计对碳/陶瓷复合材料测定了400℃应力-应变性能,在粘结强度和传递应变能力方面都得到了较好的效果.然后,我们主要研制了新型高温应变测定550℃下碳/陶瓷复合材料力学性能,其关键是研制适用于碳复合材料的高温粘结剂.      

浅析称重传感器的温度自补偿

1 电阻应变计的温度自补偿。对电阻应变计的温度效应来说,主要由两个因素引起,一个是应变合金丝（或箔）材料的电阻随温度变化而变化,另一个是传感器弹性体和应变合金丝（或箔）材料线膨胀系数不同引起的附加变形,使应变计电阻也产生了相应的变化.如果不考虑粘合剂的影响,当温度变化△t时,设应变计电阻丝栅电阻的改变量为△R1,则△R1=Rα△t（1）式中：R为应变计电阻;α为应变合金丝栅的电阻温度系数.     

表面粘贴式光纤布拉格光栅应变传递规律分析与实验研究

粘贴于结构物表面测量应变,是光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)的一种重要应用形式。在前人研究基础上,研究去除涂覆层的FBG的应变传递规律,并通过实验验证了理论分析结果。通过理论分析建立了纤芯层-粘结层-基体层的3层应变传递模型,运用仿真分析研究了粘结层剪切模量、光纤与基体之间的胶层厚度、光纤粘贴长度和宽度以及光纤上部胶层厚度对平均应变传递率的影响,分析了影响应变传递的主要因素,提出了增大应变传递率的方法,为表面粘贴式裸光纤光栅的应用提供了重要参考。实验中选用LOCTITE 401胶粘剂将裸光纤光栅粘贴于等强度梁上,通过应变测量实验验证了模型的准确性和有效性,实验中去除涂覆层的裸光纤光栅的平均应变传递率高达96%以上,与理论模型计算值相比误差在1%左右,很好地证明了裸光纤光栅用于应变测量的准确性和可行性。     

高温灵敏系数标定影响因素分析

高温应变计是高温结构强度测试、疲劳测试和寿命评估的主要测量传感器,其灵敏系数测试的准确性影响高温应变测试中应变修正数据的真实性。对应变计灵敏系数原理进行分析,明确灵敏系数是应变计输出与应变之间的关系,对砝码加载四点式简支梁结构和纯弯矩钢架梁结构灵敏系数测量模型进行分析,确定产生标准应变的影响因素。常温灵敏系数标定的影响因素有试验梁尺寸、试验梁轴向力,实际灵敏系数测试结果表明简支梁灵敏系数略大,分散明显较大。高温下应变计的输出与载荷应变、应变计热输出、试验梁尺寸变化、弹性模量变化和摩擦力变化有关,对热输出消除方法进行探讨,理论上明确温度下简支梁尺寸变化、弹性模量变化误差高达22%,钢架梁的刚性封闭静态力学平衡系统的温度影响误差较小。利用自研框架式高温裸栅应变计、高温陶瓷胶,进一步用简支梁、钢架梁实际测试灵敏系数随温度变化验证了理论分析的正确性。     

一种新型应变传感器DY-A1型电测引伸计

电阻应变测试技术适应现代工程结构试验的需要,得到了广泛的应用。近年来,由于电子技术的迅速发展,二次仪表精度显著提高,远远超过了电阻应变计。因此,提高应变计的测试精度是急待解决的问题。在一般工程结构试验中,特别是在现场实测,因环境条件差,使用粘贴式电阻应变计测量应变,往往测量误差较大。为此,我们研制了DY-A1型电测引伸计。该引伸计综合了电阻应变计和杠杆引伸仪的特点,是一种新型应变传感器,可与各种型号的电阻应变仪配套,重复使用。根据被测材料的种类和受力状况,选取不同的标距。     

应变电测与传感器技术的新发展及应用

首先介绍应变电测与传感器技术的新发展:(1)各种新型特殊电阻应变计:高温600～800℃密封焊接式应变计,900℃粘贴式动态应变计,低温-269～-196℃电阻应变计,防水应变计,大应变15%～30%电阻应变计等。(2)新型应变计式传感器:土木、机械用力传感器,钢筋计,土压力计,扭矩传感器,六分力传感器,另有应变传感器可安装在结构上测量应变,可重复使用,配合应变测试仪器使用,还可进行无线遥测。(3)新型数据采集仪器:高速静态数据采集仪,最多达1000通道,可测应变、温度、应变式传感器、直流电压等,精度0.05%,采集速度每通道0.04s,多通道总计0.4s采集完成;小型多通道动态应变和温度记录仪,最多有80通道,其中应变最多达64通道,其余为热电偶、电压测量通道;超动态电阻应变仪,频响可达200～500kHz,另有数据采集和分析软件可快速分析处理数据。其次介绍近来在土木工程、铁路工程、机械工程和航空航天工程以及医学、体育等领域中的若干应用实例。     

高聚物应变胶及其力学特性

一、前言应变胶(Strain Gage Adhesives,或SGA)是精细化工中发展迅速、用途广泛、具有特殊力学性能的一类胶粘剂。随着仪器仪表、传感器、电子称重、应变电测、实验力学和航空宇航等现代技术的发展,应变胶的作用愈加重要。应变胶粘系统能极大地影响力传感器的精度、稳定性甚至使用寿命。在传感器制造中,应变胶广义地说应分为应变计基底胶(Base);粘贴或安装应变计的胶粘剂(SGA);提高应变计安装稳定性、免受侵蚀和破坏的保护涂层(Protective Coatings)以及底胶等部分。前两部分对性能影响最大。这4种功能可以一种