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形变传递机制及应变计稳定性优化探讨

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:大多数应变式传感器都是将应变计粘贴于弹性元件表面。弹性元件表面形变通过基底和黏结剂传递给应变计敏感栅。图2-2 变形的传递基底端部应变εd1和敏感栅端部应变εd2 小于弹性元件表面应变εj,靠近敏感栅端部外侧,由于应力集中使应变εd1局部增大,所以在基底和敏感栅端部分别产生应变传递过渡区a 和b。应变计粘贴的弹性元件的内应力集中将导致应变计发生蠕变和漂移,这些是引起应变计性能不稳的因素,应尽量降低。

形变传递机制及应变计稳定性优化探讨

大多数应变式传感器都是将应变计粘贴于弹性元件表面。弹性元件表面形变通过基底和黏结剂传递给应变计敏感栅。由于基底和黏结剂的弹性模量与敏感栅材料的弹性模量存在差异,弹性元件表面应变不可能全部均匀地传递到敏感栅。研究表明,当弹性元件表面的应变沿应变计轴向均匀分布时,应变计中基底和敏感栅的应变分布如图2-2 所示。

图2-2 变形的传递

基底端部应变εd1和敏感栅端部应变εd2 小于弹性元件表面应变εj,靠近敏感栅端部外侧,由于应力集中使应变εd1局部增大,所以在基底和敏感栅端部分别产生应变传递过渡区a 和b。基底和黏结剂的弹性模量与敏感栅、弹性元件的弹性模量相差越大,所产生的过渡区越大。过渡区a 的大小还与基底及黏结剂的厚度σ 有关。b 的大小则与丝栅直径D、栅条厚度及其端部结构有关,相关试验得到如下经验公式:(www.xing528.com)

为减小基底端部过渡区影响,应变计基底长度La 应至少比栅长Lj 大2a 倍。敏感栅端部过渡区的影响无法避免,因此应变计灵敏度系数K 一般均低于敏感栅灵敏系数Ks

应变计栅长越短,过渡区b 影响越显著。过渡区影响上升,将导致灵敏度系数K 下降。应变计粘贴的弹性元件的内应力中将导致应变计发生蠕变和漂移,这些是引起应变计性能不稳的因素,应尽量降低。

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