电阻应变片的种类与粘贴

1.应变片的类型

常用的应变片有两大类：一类是金属电阻应变片，另一类是半导体应变片。

（1）金属电阻应变片

金属电阻应变片有丝式应变片和箔式应变片等。丝式应变片结构如图2－6所示。它是用一根金属细丝按图2－6所示形状弯曲后用胶黏剂贴于衬底 （用纸或有机聚合物薄膜等材料制成），电阻丝两端焊有引出线，电阻丝直径为0.012～0.050mm。

箔式电阻应变片的结构如图2－7所示，是用光刻、腐蚀等工艺方法制成的一种很薄的金属箔栅，箔的厚度一般在0.003～0.010mm，它的优点是表面积和截面积之比大，散热条件好，故允许通过较大的电流，并可做成任意形状，便于大量生产。由于上述一系列优点，所以使用范围日益广泛，有逐渐取代丝式应变片的趋势。

图2－7 箔式电阻应变片的结构

图2－8 半导体应变片的结构

1—半导体敏感条；2—基底；3—引线；4—引线连接片；5—内引线

（2）半导体应变片

半导体应变片的结构如图2－8所示。它的使用方法与电阻丝式相同，即粘贴在被测物上，随被测物的应变，其电阻发生相应变化。

半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的压阻效应。所谓压阻效应是指单晶半导体材料，沿某一轴向受到外力作用时，其电阻率发生变化的现象。半导体应变片的主要优点是灵敏度高 （灵敏度比金属丝式、箔式大几十倍），主要缺点是灵敏度的一致性差、温漂大，电阻与应变间非线性严重。在使用时，需采用温度补偿及非线性补偿措施。表2－1给出了电阻应变片几种常用金属材料的性能。

表2－1 电阻应变片几种常用金属材料的性能

2.应变片的粘贴

应变片的粘贴是应变测量的关键之一，它涉及被测表面的变形能否正确地传递给应变片。粘贴所用的黏合剂必须与应变片材料和试件材料相适应，并要遵循正确的粘贴工艺。粘贴工艺如下：

（1）试件的表面处理

为了保证一定的黏合强度，必须将试件表面处理干净，清除杂质、油污及表面氧化层等。粘贴表面应保持平整，表面光滑，最好在表面打光后，采用喷砂处理，面积为应变片的3～5倍。

（2）确定贴片位置

在应变片上标出敏感栅的纵、横向中心线，在试件上按照测量要求画出中心线。精密的可以用光学投影方法来确定贴片位置。

（3）粘贴

首先用甲苯、四氢化碳等溶剂清洗试件表面。如果条件允许，也可采用超声波清洗。应变片的底面也要用溶剂清洗干净，然后在试件表面和应变片的底面各涂一层薄而均匀的胶水等。贴片后，在应变片上盖上一张聚乙烯塑料薄膜并加压，将多余的胶水和气泡排出。加压时要注意防止应变片错位。

（4）固化

贴好后，根据所使用的黏合剂的固化工艺要求进行固化处理和时效处理。

（5）粘贴质量检查

检查粘贴位置是否正确，黏合层是否有气泡和漏贴，敏感栅是否有短路或断路现象，以及敏感栅的绝缘性能等。

（6）引出线的焊接与防护

检查合格后即可焊接引出线。引出线要用柔软、不易老化的胶合物适当地加以固定，以防止导线摆动时折断应变片的引出线。然后在应变片上涂一层柔软的防护层，以防止大气对应变片的侵蚀，保证应变片长期工作的稳定性。