電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)

常用的電阻應(yīng)變片有金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬應(yīng)變片分為體型和薄膜型。半導(dǎo)體應(yīng)變片常見(jiàn)的有體型、薄膜型、擴(kuò)散型、外延型、PN結(jié)及其他形式。圖2—2所示為工程常見(jiàn)的應(yīng)變片實(shí)物。

電阻應(yīng)變片的典型結(jié)構(gòu)如圖2—3所示。它由敏感柵、基底、覆蓋層和引線等部分組成。敏感柵由彎曲成柵狀直徑約為0.01mm～0.05mm高電阻率的細(xì)絲組成；基底的作用應(yīng)能保證將構(gòu)件上的應(yīng)變準(zhǔn)確地傳遞到敏感柵上去，因此必須做得很薄，一般為0.03mm～0.06mm。用電阻應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，應(yīng)將其貼在被測(cè)對(duì)象表面上。當(dāng)被測(cè)對(duì)象受力變形時(shí)，應(yīng)變片的敏感柵也隨之變形，其電阻值會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，并通過(guò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

1.敏感柵

敏感柵用于感受應(yīng)變，并將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。敏感柵有絲式、箔式和薄膜式三種。無(wú)論哪種形式的電阻絲應(yīng)變片，對(duì)敏感柵的金屬材料都有以下基本要求：

（1）應(yīng)變靈敏系數(shù)大，并在所測(cè)應(yīng)變范圍內(nèi)保持為常數(shù)。（2）電阻率高而穩(wěn)定，以便于制造較小柵長(zhǎng)的應(yīng)變片。（3）電阻溫度系數(shù)要小。

（4）抗氧化能力強(qiáng)，耐腐蝕性能強(qiáng)。

（5）在工作溫度范圍內(nèi)能保持足夠的抗拉強(qiáng)度。（6）加工性能良好，易于拉制成絲或軋壓成箔材。（7）易于焊接，對(duì)引線材料的熱電動(dòng)勢(shì)小。

2.基底

基底用于絕緣及傳遞應(yīng)變。一般要求基底能準(zhǔn)確地把試件的應(yīng)變傳遞給敏感柵，同時(shí)基底絕緣性能要好，否則會(huì)漏掉應(yīng)變片微小電信號(hào)?；子杀〖?、膠質(zhì)膜等制成。

3.粘結(jié)劑

粘結(jié)劑用于敏感柵與基底、基底與試件、基底與覆蓋層之間的粘結(jié)。使用金屬應(yīng)變片時(shí)，需用粘結(jié)劑將應(yīng)變片基底粘貼在試件表面某個(gè)方向和位置上，以便試件受力后將表面應(yīng)變傳遞給應(yīng)變片的基底和敏感柵。

4.覆蓋層

覆蓋層主要起保護(hù)作用，可以防濕、防蝕、防塵。5.引出線

引出線用于連接電阻絲與測(cè)量電路，輸出電參量，它是從應(yīng)變片的敏感柵中引出的細(xì)金屬線。對(duì)引出線材料的性能要求為：電阻率低、電阻溫度系數(shù)小、抗氧化性能好、易于焊接。大多數(shù)敏感柵材料都可制作導(dǎo)線。

根據(jù)敏感柵材料的不同，可分為金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類。各類電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)形式如圖2—4所示。