實(shí)驗(yàn)1電阻應(yīng)變片的粘貼及防潮技術(shù)

1、試驗(yàn)一 電阻應(yīng)變片的粘貼及防潮技術(shù)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握電阻應(yīng)變片的選用原則和方法；2. 學(xué)習(xí)常溫用電阻應(yīng)變片的粘貼方法及過程；3. 學(xué)會(huì)防潮層的制作；4. 認(rèn)識(shí)并理解粘貼過程中涉及到的各種技術(shù)及要求對(duì)應(yīng)變測(cè)試工作的影響。二、 實(shí)驗(yàn)儀表和器材：1. 模擬試件（小鋼板）；2. 常溫用電阻應(yīng)變片；3. 數(shù)字萬用表；4. 兆歐表；5. 粘合劑：T-1型502膠，CH31雙管膠（環(huán)氧樹脂）或硅橡膠；6. 丙酮浸泡的棉球；7. 鑷子、劃針、砂紙、銼刀、刮刀、塑料薄膜、膠帶紙、電烙鐵、焊錫、焊錫膏等小工具；8. 接線柱、短引線。三、 用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的基本原理：用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變時(shí)，要將應(yīng)變片粘

2、貼到試件上，當(dāng)試件發(fā)生變形，應(yīng)變片就會(huì)跟隨一起變形，這時(shí)應(yīng)變片中的電阻絲就會(huì)因其機(jī)械變形而導(dǎo)致電阻絲的電阻發(fā)生變化，電阻的變化也就反應(yīng)了結(jié)構(gòu)的變形情況，這就是用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的基本原理。四、 用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的基本原則：從電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的基本原理中可以看出，首先要保證應(yīng)變片與被測(cè)物體共同產(chǎn)生變形，其次，要保證電阻應(yīng)變片本身的電阻值的穩(wěn)定，才能得到準(zhǔn)確的應(yīng)變測(cè)量結(jié)果，這是應(yīng)變片粘貼的基本原則。因此應(yīng)變片本身的質(zhì)量和粘貼質(zhì)量的好壞對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，應(yīng)變片必須牢固地粘貼在試件的被測(cè)測(cè)點(diǎn)上，因此對(duì)粘貼的技術(shù)要求十分嚴(yán)格。為保證粘貼質(zhì)量和測(cè)量正確，要求如下：1. 認(rèn)真檢查、分選電阻應(yīng)變片，

3、保證應(yīng)變片的質(zhì)量；2. 測(cè)點(diǎn)基底平整、清潔、干燥，使應(yīng)變片能夠牢固地粘貼到試件上，不脫落，不翹曲，不含氣泡；3. 粘結(jié)劑的電絕緣性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，工藝性能良好，并且蠕變小，粘貼強(qiáng)度高，溫、濕度影響小，確保粘貼質(zhì)量，并使應(yīng)變片與試件絕緣，且不發(fā)生蠕變，保證電阻應(yīng)變片電阻值的穩(wěn)定；4. 粘貼的方向和位置必須準(zhǔn)確無誤，因?yàn)樵嚰喜煌恢?、不同方向的?yīng)變是不同的，應(yīng)變片必須粘貼到要測(cè)試的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)上，也必須是要測(cè)試的應(yīng)變方向。5. 做好防潮工作，使應(yīng)變片在使用過程中不受潮，以保證應(yīng)變片電阻值的穩(wěn)定；五、 實(shí)驗(yàn)方法及步驟：1. 電阻應(yīng)變片的選擇：在應(yīng)變片靈敏數(shù)K相同的一批應(yīng)變片中，剔除電阻絲柵有形狀缺陷

4、，片內(nèi)有氣泡、霉斑、銹點(diǎn)等缺陷的應(yīng)變片。用數(shù)字萬用表的電阻檔測(cè)量應(yīng)變片的電阻值R，將電阻值在1202范圍內(nèi)的應(yīng)變片選出待用，記錄該片的阻值和靈敏系數(shù)(應(yīng)變片靈敏系數(shù)由廠家標(biāo)定，本實(shí)驗(yàn)?zāi)J(rèn)為2.00)。2. 試件表面的處理：用銼刀和粗砂紙等工具將試件在鋼板上的貼片位置的油污、漆層、銹跡、電鍍層除去，再用細(xì)砂紙打磨成45交叉紋，之后用鑷子鑷起丙酮棉球?qū)①N片處擦洗干凈，至棉球潔白為止。見圖1-1。圖1-1 鋼試件應(yīng)變片粘貼處表面處理示意圖打磨區(qū)試件(小鋼板)3. 測(cè)點(diǎn)定位：應(yīng)變片粘貼的位置及方向?qū)?yīng)變測(cè)量的影響非常大，應(yīng)變片必須準(zhǔn)確地粘貼在結(jié)構(gòu)或試件的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)上，而且粘貼方向必須是要測(cè)量的應(yīng)變方向。

5、本實(shí)驗(yàn)中假設(shè)要測(cè)定試件的中心點(diǎn)的軸向應(yīng)變，為達(dá)到上述要求，對(duì)于鋼構(gòu)件，要在試件上用鋼板尺和劃針畫一個(gè)十字線(一根長(zhǎng)，一根短)，十字線的交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)位置，較長(zhǎng)的一根線要與應(yīng)變測(cè)量方向一致。見圖1-2。圖1-2 鋼試件應(yīng)變片定位示意圖試件(小鋼板)應(yīng)變測(cè)量方向應(yīng)變測(cè)量中心點(diǎn)4. 應(yīng)變片粘貼：(1) 應(yīng)變片的粘貼：注意分清應(yīng)變片的正、反面(有引出線引出的一面為正面)，用左手捏住應(yīng)變片的引線，右手上膠，在應(yīng)變片的粘貼面(反面)上勻而薄地涂上一層粘結(jié)劑(502瞬間粘結(jié)劑)。待一分鐘后，當(dāng)膠水發(fā)粘時(shí)，校正方向(應(yīng)變片的定位線與十字線交叉線對(duì)準(zhǔn)，其電阻柵的絲繞方向與十字線中較長(zhǎng)線的方向一致，即保證電阻柵的

6、中心與十字交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，再墊上塑料薄膜，用手沿一個(gè)方向滾壓12分鐘即可。見圖1-3。圖1-3 鋼試件應(yīng)變片粘貼示意圖應(yīng)變片(膠基)定位線粘貼要點(diǎn)：分清正反面，膠水不要涂得太多而影響粘貼效果，方向和位置必須準(zhǔn)確。(2) 應(yīng)變片粘貼完畢后的檢查：應(yīng)變片貼好后，先檢查有無氣泡、翹曲、脫膠等現(xiàn)象，再用數(shù)字萬用表的電阻檔檢查應(yīng)變片有無短路、斷路和阻值發(fā)生突變(因應(yīng)變片粘貼不平整導(dǎo)致)的現(xiàn)象，如發(fā)生上述現(xiàn)象，就會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，這時(shí)要重貼。5. 導(dǎo)線固定：由于應(yīng)變片的引出線很細(xì)，特別是引出線與應(yīng)變片電阻絲的連接強(qiáng)度很低，極易被拉斷，因此需要進(jìn)行過渡。導(dǎo)線是將應(yīng)變片的感受信息傳遞給測(cè)試儀器的過渡線，其一端與

7、應(yīng)變片的引出線相連，另一端與測(cè)試儀器(通常為應(yīng)變儀)相連接。(1) 接線柱的粘貼：接線柱的作用是將應(yīng)變片的引線與接入應(yīng)變儀的導(dǎo)線連接上。用鑷子將接線柱按在要粘貼的位置，然后滴一滴膠水在接線柱邊緣，待一分鐘后，接線柱就會(huì)粘貼在試件上。見圖1-4。(注意：接線柱不要離應(yīng)變片太遠(yuǎn)，否則會(huì)使應(yīng)變片的引出線與試件接觸而導(dǎo)致應(yīng)變片與試件短路。若接線柱與應(yīng)變片相隔較遠(yuǎn)時(shí)，則要在引線的下面粘貼一層絕緣透明膠帶，防止引出線與試件接觸。)圖1-4 接線柱粘貼示意圖接線柱透明膠帶(a) 接線柱距應(yīng)變片較近(b) 接線柱距應(yīng)變片較遠(yuǎn)接線柱點(diǎn)膠水處(2) 焊接：用電烙鐵將應(yīng)變片的引出線和導(dǎo)線一起焊接在接線柱上。焊接要點(diǎn)

8、：連接點(diǎn)必須用焊錫焊接，以保證測(cè)試線路導(dǎo)電性能的質(zhì)量要求，焊點(diǎn)大小應(yīng)均勻，不能過大，不能有虛焊。技巧一：接線柱掛錫。電烙鐵熱了之后，先掛少許松香，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵在接線柱上放置23秒鐘左右拿開即可。通常要求接線柱上基本掛滿焊錫，如果接線柱上未能掛上焊錫或掛的焊錫較少，可再重復(fù)一次。見圖1-5。(注意：焊錫也不可太多，若焊錫太多流到試件上，則會(huì)引起應(yīng)變片與試件發(fā)生短路現(xiàn)象。)技巧二：導(dǎo)線掛錫。電烙鐵熱了之后，先掛少許松香，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵與導(dǎo)線的裸露線芯的四周都接觸上，整個(gè)導(dǎo)線掛錫就完成了。(注意：導(dǎo)線掛錫一端的裸露線芯不能過長(zhǎng)，以31mm為宜。)技巧三：引出線及導(dǎo)線的焊接。

9、先用導(dǎo)線掛錫的一端將應(yīng)變片的引出線壓在接線柱上，再把電烙鐵放到接線柱上，當(dāng)焊錫熔化之后立即將電烙鐵移走，拿導(dǎo)線的手此時(shí)不能移動(dòng)，35秒之后，焊錫重新凝固，整個(gè)的焊接就完成了。(注意：引出線不要拉得太緊，以免試件受到拉力作用后，接線柱與應(yīng)變片之間距離增加，使引出線先被拉斷，造成斷路；也不能過松，以避免兩引出線互碰或引出線與試件接觸造成短路。焊接完成后將引出線的多余部分剪掉。)圖1-5 接線柱粘貼示意圖6. 絕緣度檢查：應(yīng)變片與試件之間必須是絕緣的，否則，實(shí)際電阻就會(huì)是應(yīng)變片的電阻與試件電阻的并聯(lián)，從而導(dǎo)致測(cè)試的不準(zhǔn)確。檢查絕緣度就是用兆歐表(測(cè)量大電阻的專用儀器)檢查應(yīng)變片與試件之間的絕緣電阻，

10、絕緣電阻在50M以上為合格，低于50M則用紅外線燈烤至合格，若再達(dá)不到要求，則重貼。圖1-6 絕緣度測(cè)量方法示意圖MWLE0手柄兆歐表兆歐表的使用方法：兆歐表的E端接試件，L端接應(yīng)變片的引線，由慢至快地?fù)u動(dòng)儀表的手柄，指針偏轉(zhuǎn)至某一位置基本不動(dòng)時(shí)，讀數(shù)即為絕緣電阻值。見圖1-6。7. 制作防潮層：應(yīng)變片在潮濕環(huán)境或混凝土中必須具有足夠的絕緣度，一旦應(yīng)變片受潮，其阻值就會(huì)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確地測(cè)量應(yīng)變，因此，在應(yīng)變片貼好后，必須制作防潮層。防潮層可以用環(huán)氧樹脂一份CH31A與一份CH31B混合而成，然后將配置好的防潮劑涂在應(yīng)變片上(包括引線的裸露部分)，也可以用硅橡膠涂在應(yīng)變片上(防潮要求不

11、高時(shí)采用)，再用萬用表和兆歐表檢查一遍。防潮劑一般需固化24小時(shí)。六、 記錄表格：將測(cè)量的應(yīng)變片電阻值、靈敏系數(shù)及絕緣度記錄在下表中。粘貼前應(yīng)變片阻值(W)120.5粘貼后應(yīng)變片阻值(W)120.1應(yīng)變片靈敏度2.00絕緣度(MW)1.00分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：七、 思考題：1. 為什么用電阻應(yīng)變片能夠測(cè)量應(yīng)變？ 當(dāng)被測(cè)物產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)，電阻應(yīng)變片的阻值會(huì)隨之發(fā)生變化，應(yīng)變和電阻變化正比，因而可以體現(xiàn)出應(yīng)變的變化。2. 應(yīng)變片粘貼的基本原則是什么？應(yīng)變片的檢查與篩選，試件表面處理，應(yīng)變片的粘貼、固化，導(dǎo)線的焊接與固定，防潮處理和質(zhì)量檢查二、 簡(jiǎn)述應(yīng)變片粘貼的基本要求及其對(duì)應(yīng)變測(cè)試工作的影響。1）應(yīng)變片檢查外觀檢查電阻值檢查（2）修整應(yīng)變片對(duì)沒有標(biāo)出中心線標(biāo)記的應(yīng)變片，應(yīng)在其基底上標(biāo)出中心線；如有需要應(yīng)對(duì)應(yīng)變片的長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行修整，但修整后的應(yīng)變片不可小于規(guī)定的最小長(zhǎng)度和寬度；對(duì)基底較光滑的膠基應(yīng)變片，可用細(xì)沙將基底輕輕的稍許打磨，并用溶劑洗凈。（3）試件表面處理將要貼應(yīng)變片的試件表面部分使之平整光潔，無油漆、銹斑、氧化層、油污和灰塵等。（4）劃粘貼應(yīng)變片的定位線（5）貼應(yīng)變片在處理好的粘貼位置上和應(yīng)變片基底上，各涂抹一層薄薄的粘合劑，稍待