專利名稱：一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器。
背景技術(shù)：
多年來，電阻應(yīng)變計是測量結(jié)構(gòu)常溫下應(yīng)變、應(yīng)力的常用手段。應(yīng)變片是應(yīng)變計中的主要元件，測量結(jié)構(gòu)常溫下應(yīng)變、應(yīng)力時，把應(yīng)變片粘接或焊接在試驗結(jié)構(gòu)體測點處，被測量結(jié)構(gòu)體受力后，結(jié)構(gòu)體測點處的應(yīng)變用粘接在此處應(yīng)變片的應(yīng)變做代表，以電信號輸出，通過預(yù)先標(biāo)定出的應(yīng)變一電信號的關(guān)系值曲線，即可計算出應(yīng)變、應(yīng)力。目前，測量高溫下結(jié)構(gòu)體的應(yīng)變、應(yīng)力也沿用此方法，采用粘接或焊接等方法，把高溫電阻應(yīng)變片固定在結(jié)構(gòu)體測點處，用來測量結(jié)構(gòu)體在加熱與加載條件下的高溫應(yīng)變、應(yīng)力。高溫應(yīng)變片一般都是以自補償方式工作，用以減少或消除由于絲柵電阻溫度系數(shù)αR、線膨脹系數(shù)(絲柵βG與結(jié)構(gòu)體基材βS)不協(xié)調(diào)引發(fā)的非應(yīng)變信號ε(T)。在均勻溫度下，ε(T)＝αR×T/K+(βG-βS)×T，其中T表示溫度，K表示應(yīng)變計靈敏度系數(shù)。力爭使ε(T)為零是高溫應(yīng)變片自補償?shù)哪繕?biāo)。但現(xiàn)有的高溫應(yīng)變片自補償不充分，ε(T)不等于零，在不同溫度下還有較大的俗稱視應(yīng)變ε(T)的非應(yīng)變信號，。在實際測量中，為減少誤差，在應(yīng)變片的自補償基礎(chǔ)上，再增加一個視應(yīng)變修正，其作法是，在予試中，測量出粘在與欲測試驗結(jié)構(gòu)體同質(zhì)的試片上的補償片在不同溫度下的所述視應(yīng)變ε(T)；在高溫下的結(jié)構(gòu)試驗中，在測量該高溫應(yīng)變的同時，測量該點結(jié)構(gòu)溫度T，試驗后數(shù)據(jù)處理時，在測量的高溫應(yīng)變信號U中，扣除此T溫度下的視應(yīng)變ε(T)，即為高溫應(yīng)變ε＝U-ε(T)。
多年來的實踐表明，無論是膠接應(yīng)變片結(jié)構(gòu)，還是焊接應(yīng)變片結(jié)構(gòu)，測量高溫應(yīng)變時，測量出的高溫應(yīng)變都有較大誤差，高溫應(yīng)變測量結(jié)果可信度受到質(zhì)疑。其原因頗多，其一是粘接的應(yīng)變片，粘接膠在固化過程中，視應(yīng)變信號不斷變化，首次測試與其后幾次測試不重復(fù)，故上述應(yīng)變信號U的修正有誤；其二是粘接材料造成試驗結(jié)構(gòu)體與絲柵之間有熱阻，且熱阻在加熱整個過程中不斷變化，造成應(yīng)變片絲柵與試驗結(jié)構(gòu)體測點溫度不同，在快速加熱的條件下，由于熱阻，應(yīng)變片絲柵與試驗結(jié)構(gòu)體測點存在著溫差，此種溫度不同也造成視應(yīng)變ε(T1)，故上述應(yīng)變信號U的修正亦有誤。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)之缺點而提供一種視應(yīng)變小、測量精度高的雙片制自補償應(yīng)變傳感器。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取下述設(shè)計方案它是把同樣性能的兩片高溫應(yīng)變片分別固定在兩片材質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)小片上，構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；對應(yīng)一個應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)小片的另一側(cè)固定在一個底托上，亦構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；而對應(yīng)另一個應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)小片的另一側(cè)通過應(yīng)變隔離墊與所述底托固定。所述結(jié)構(gòu)小片采用金屬片材，如鋁合金片、鋼片等；所述底托可采用金屬片材，如鋁合金片、鋼片等，亦可采用非金屬片材，如紙片、塑料片等。所述金屬或非金屬片材厚度為0.1-0.3毫米。所述固定結(jié)構(gòu)是采用高溫應(yīng)變膠的粘接結(jié)構(gòu)或者焊接結(jié)構(gòu)。所述底托片材尺寸要大于應(yīng)變片尺寸，必要時底托的邊沿可彎折到應(yīng)變片的上方以屏蔽應(yīng)變片，防止熱輻射。
本實用新型工作原理是雙片制自補償應(yīng)變傳感器通過底托粘接或者焊接在試驗結(jié)構(gòu)體上，試驗結(jié)構(gòu)體按要求的加熱、加載程序加熱、加載，因所述這雙片自補補償應(yīng)變傳感器上的兩片應(yīng)變片處于同樣的熱環(huán)境下，試驗結(jié)構(gòu)體在高溫與外載荷作用下，結(jié)構(gòu)小片上的高溫應(yīng)變膠粘接的應(yīng)變片要隨試驗結(jié)構(gòu)體的變形而產(chǎn)生包括視應(yīng)變的應(yīng)變變化，而用應(yīng)變隔離墊隔離的另一應(yīng)變片只產(chǎn)生由高溫引起的視應(yīng)變變化，試驗結(jié)構(gòu)體上由外載荷引起的應(yīng)變變化因用應(yīng)變隔離墊隔離而傳不到這片應(yīng)變片上，在測試時，把兩片應(yīng)變片分別接在測試橋路的兩個相鄰的臂上，利用橋路互補原理，把處于同樣熱環(huán)境下的有同樣視應(yīng)變的兩片的視應(yīng)變相互抵消，測量出貼在同一測點兩片的應(yīng)變差，就測出試驗結(jié)構(gòu)體上測點處高溫與外載荷作用下的應(yīng)變。
本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，其應(yīng)用可進(jìn)一步消除試驗結(jié)構(gòu)體在高溫與外載荷共同作用下的視應(yīng)變，提高測量精度。


圖1本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型是把同樣性能的兩片高溫應(yīng)變片1、2用高溫應(yīng)變膠3分別固定在兩片結(jié)構(gòu)小片4、5上，構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；對應(yīng)應(yīng)變片1的結(jié)構(gòu)小片4的另一側(cè)用高溫應(yīng)變膠3固定在一個底托6上，構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；另一個應(yīng)變片2的結(jié)構(gòu)小片5的另一側(cè)通過應(yīng)變隔離墊7與所述底托6固定。所述底托6和結(jié)構(gòu)小片4、5采用金屬鋼片，該鋼片厚度為0.1毫米。所述底托6片材尺寸大于應(yīng)變片1、2尺寸。
權(quán)利要求1.一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，其特征在于它是把同樣性能的兩片高溫應(yīng)變片固定在兩片材質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)小片上，構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；對應(yīng)一個應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)小片的另一側(cè)固定在一個底托上，亦構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；而對應(yīng)另一個應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)小片的另一側(cè)通過應(yīng)變隔離墊與所述底托固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，其特征在于所述結(jié)構(gòu)小片采用金屬片材，如鋁片、鋼片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，其特征在于所述底托采用金屬片材，如鋁片、鋼片，亦可采用非金屬片材，如紙片、塑料片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，其特征在于所述金屬或非金屬片材厚度為0.1-0.3毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，其特征在于所述固定結(jié)構(gòu)是采用高溫應(yīng)變膠的粘接結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，其特征在于所述固定結(jié)構(gòu)是焊接結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實用新型涉及一種雙片制自補償應(yīng)變傳感器，它是把同樣性能的兩片高溫應(yīng)變片固定在一片或兩片材質(zhì)相同的結(jié)構(gòu)小片上，構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；對應(yīng)一個應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)小片的另一側(cè)固定在一個底托上，亦構(gòu)成固定結(jié)構(gòu)；而對應(yīng)另一個應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)小片的另一側(cè)通過應(yīng)變隔離墊與所述底托固定；所述底托和結(jié)構(gòu)小片可采用金屬片材，如鋁合金片、鋼片，亦可采用非金屬片材，如紙片、塑料片等；所述金屬或非金屬片材厚度為0.1－0.3毫米；所述固定結(jié)構(gòu)是采用高溫應(yīng)變膠的粘接結(jié)構(gòu)或者焊接結(jié)構(gòu)；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于制作，其應(yīng)用可進(jìn)一步消除試驗結(jié)構(gòu)體在高溫與外載荷共同作用下的視應(yīng)變，提高測量精度。
文檔編號G01B7/16GK2777522SQ20052002287
公開日2006年5月3日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者王樂善 申請人:中國航天科技集團公司第一研究院第七○二研究所