在應變測量時,只有正確選用電阻應變計,才能保證測量精度和可靠性,達到預期的測試目的。電阻應變計的種類繁多,選用時應根據測試的環境條件、被測構件的應變狀態、被測構件的材料性質、應變計的尺寸和電阻值及測量精度等因素來決定。電阻應變計的選擇原則是:

1.根據測試的環境條件
(1)環境溫度 測量時應根據構件的溫度選擇合適的電阻應變計,使得在給定的試驗溫度范圍內,電阻應變計能正常工作。
(2)環境濕度 潮濕對電阻應變計性能影響極大,會出現絕緣電阻降低、粘結強度下降等現象,嚴重時則無法進行測量。為此,在潮濕環境中,應選用防潮性能好的膠膜應變計,并采取恰當的防潮措施。
(3)磁場環境 電阻應變計在強磁場作用下,敏感柵會伸長或縮短,使電阻應變計產生輸出。因此,敏感柵材料應采用磁致伸縮效應小的鎳鉻合金或鉑鎢合金。
2.根據被測構件的應變狀態
(1)應變分布梯度 電阻應變計測出的應變值是應變計柵長范圍內的平均應變值。因此當應變沿試件軸向為均勻分布時,可以選用任意柵長的應變計,而對測試精度無直接影響。柵長大的應變計,其橫向效應系數小,且粘貼也比較容易。如果是對應變梯度大的構件進行測試,則應視具體情況選用柵長小的應變計。
(2)應變性質 對于靜態應變測量,溫度變化是產生誤差的重要原因,如有條件,可針對具體試件材料選用溫度自補償應變計。對于動態應變測量,應選用疲勞壽命高的應變計,如箔式應變計。
3.根據被測構件的材料性質
(1)若被測構件的材料為彈性模量較高的均質材料(如金屬材料),則對應變計無特殊要求。
(2)若被測構件的材料為非均質材料(如木材、混凝土等),則應選用柵長較大的應變計,以消除因材料不均勻而帶來的影響。用于混凝土表面應變測量的應變計,其柵長一般應比顆粒的直徑大四倍以上。
4.根據應變計的尺寸
應變計尺寸的選擇,是根據試件的材料和應力狀態,以及允許粘貼應變計的面積而定。例如,對于混凝土、鑄鐵、木材等表面粗糙、不勻的材料,選用柵長較大的應變計。對于表面光滑、均勻的材料,選用柵長較小的應變計。對于試件表面應力分布均勻或變化不大,且允許粘貼面較大的情況下,選用柵長較大的應變計。若在試件的應力集中區域,或允許粘貼面積很小的情況下,選用柵長≤1mm的應變計。對于塑料等導熱性差的材料,一般選用柵長大的應變計。應變計的尺寸越小,則對粘貼質量的要求越高。因此,在確保測量精度和有足夠安裝面積的前提下,選用柵長較大的應變計為宜。
如果電阻應變計用于動態應變測量,則選擇應變計的柵長時,還應考慮應變計對頻率的響應等要求。
5.根據應變計的電阻值
應變計電阻值的選擇,一般根據測試儀器對應變電阻值和測量應變靈敏度的要求,以及測試條件等而定。例如,應力分析測試常用的電阻應變儀通常是按應變計電阻值為120+5Ω進行設計的,因此,應力分析測試時,普遍選用電阻值為120Ω的應變計。而傳感器上通常選用高電阻值(如350Ω、500Ω、1000Ω,甚至5000Ω)的應變計,因為這樣可以提高其穩定性或輸出靈敏度。有時為了減少應變計引線和連接導線的電阻對應變計應變靈敏度的衰減作用,或為了提高動態應變測量的信噪比,也選用高電阻值的應變計。
6.根據測試精度
一般認為以膠膜為基底、以銅鎳合金和鎳鉻合金材料為敏感柵的電阻應變計性能較好,它具有精度高、長時間穩定性好以及防潮性能好等優點。
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