电阻应变片选择指南：关键因素与应用

本文主要介绍了电阻应变片传感器在选择过程中的各项重要因素，包括灵敏度、温度、寿命、敏感栅和基底材料、敏感栅长度、电阻、敏感栅结构型式以及接线方式的选择。 应变片的选择是基于具体应用的需求，例如在20℃至60℃的温度范围内且应变量小于10um/m的情况下，通常采用康铜合金或卡玛合金箔作为敏感栅，搭配改性酚醛或聚酰亚胺基底的BE、ZF、BA系列应变计。对于更高温度（150℃）的测量，BA系列应变计因其聚酰亚胺基底成为首选。高精度传感器则通常选择康铜合金或卡玛合金箔与改性酚醛基底的BF、ZF系列应变计。 敏感栅长度的选择直接影响测量的准确性。通常，应变计的栅长不应超过测量区域半径的1/5到1/10，以确保测量的平均应变真实有效。长栅应变计便于粘贴和接线，散热性也好，但对于应变场变化不大或常规传感器，建议选用3-6mm栅长的应变计。对于非均匀材料，栅长应至少等于材料不均匀颗粒尺寸，以准确反映结构内平均应变。 应变计的电阻选择要考虑散热、导线电阻、信噪比和功耗。传感器一般推荐350Ω或1000Ω电阻的应变计，而应力测试或静态应变测量则选用120Ω或350Ω的应变计。 敏感栅结构型式的选取取决于测量目标。多轴应变计用于未知主应力方向或剪切应变测量，单轴应变计适用于已知主应力方向，压力传感器常选用圆形敏感栅的多轴应变计，而应力分布测量则使用多轴串联或并行敏感栅。 应变计的蠕变补偿和温度自补偿系数选择需要参考相应类型的应变计简介，以确保长期稳定性。接线方式应根据实际需求选择，标准引线焊接方式可简化订购流程。 应变式传感器的工作原理基于电阻应变效应，即金属丝在受力变形时电阻值会发生变化。灵敏系数K反映了单位应变引起的电阻变化，它受材料几何尺寸变化和电阻率变化影响。金属材料中，1+2μ远大于(dρ/ρ)/ε，而在半导体材料中情况相反。半导体应变片的电阻变化与其轴向应变力相关，与材料的弹性模量E有关。 电阻应变片的选择是一个综合考虑多个因素的过程，包括材料性质、测量条件、结构设计以及应用环境。正确选择应变片是确保传感器性能的关键。