| 格子长度 | 0.2 到 5 mm |
| 额定电阻 | 120 Ω |
| 温度补偿 | -196 到 50 °C |
应变仪
应变计是用于测量机械变形的电子传感器。 它们由附着在载体薄膜上的金属或塑料薄条组成。 如果条带被拉伸或压缩，它的长度会改变，电阻也会随之改变。
电阻的变化是可以测量的，并且与条带的长度变化成正比。 测量通常使用桥式电路进行，该电路将应变仪的电阻与参考电阻器进行比较。 该电桥由电流源供电，并测量电桥两个输出端的电压差。
应变片广泛用于计量学，并用于许多应用，例如 B. 用于桥梁、起重机、机器、飞机或建筑等机械部件的应力和应变测量。 应变计还用于生物力学、材料测试和许多其他工程领域。
有不同类型的应变片，尺寸、形状、材料和灵敏度各不相同。 选择应变片时的重要因素是测量范围、灵敏度和温度依赖性。 根据应用和测量任务，可能需要不同的应变片。
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电阻的变化是可以测量的，并且与条带的长度变化成正比。 测量通常使用桥式电路进行，该电路将应变仪的电阻与参考电阻器进行比较。 该电桥由电流源供电，并测量电桥两个输出端的电压差。
应变片广泛用于计量学，并用于许多应用，例如 B. 用于桥梁、起重机、机器、飞机或建筑等机械部件的应力和应变测量。 应变计还用于生物力学、材料测试和许多其他工程领域。
有不同类型的应变片，尺寸、形状、材料和灵敏度各不相同。 选择应变片时的重要因素是测量范围、灵敏度和温度依赖性。 根据应用和测量任务，可能需要不同的应变片。
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61 - 63
| 格子长度 | 1 到 9 mm |
| 额定电阻 | 60 到 10,000 Ω |
| K因子 | 120 至 225 |
| 格子长度 | 0.2 到 30 mm |
| 额定电阻 | 60 到 1,000 Ω |
| 温度补偿 | 10 到 100 °C |
为了能够记录应变片相对较小的电阻变化，采用电桥电路对其进行测量。 这会将电阻的相对变化转换为电压输出。 通常使用半桥和全桥电路，因为它们可用于实现温度补偿。
k 因子
材料的相对电阻和材料的伸长率之间的关系由比例因子描述，即所谓的 k 因子。 它表示电阻的相对变化大于长度的相对变化的因数。 k 因子也称为应变灵敏度或电应变因子。 k 因子只能近似计算。 k 因子由制造商通过实验确定，并作为所提供应变仪的信息给出。 除非另有说明，否则 k 因子是在室温下在 23°C 下测定的。 因此，k 因子也与温度有关。 这种依赖关系是线性的，并且在交付时也以图表的形式包含在 DMS 中。
应变计传感器的灵敏度与其输入电压有关，单位为 mV/V。
应变片的基本结构
基本上，应变计由一个由薄电阻材料制成的测量网格组成，该测量网格以曲折的方式排列。 该电阻材料通过保护层防止机械损坏。
应变计类型
线应变计
如今，线应变片很少用于特殊应用。
贴膜 DMS
今天几乎只使用箔式应变片。 箔式应变计由绝缘载体材料和测量网格组成。 测量网格由贴在载体膜上的电阻膜组成。
为了实现相应高的电阻，导体路径设计成曲折图案。 这种导体排列称为网格。 根据测量要求，有不同的网格尺寸和网格配置。 蜿蜒的导体排列也决定了交叉灵敏度的大小。 交叉灵敏度是由垂直于测量方向的导体变形引起的误差，因为导体的这种变形也会导致电阻的变化。
半导体应变计
半导体应变片（HL应变片）不是根据改变线和箔片应变片的长度和截面的原理工作的，而是根据改变半导体中压电电阻的原理工作的。 线性度低于线应变片和箔片应变片。 另一个缺点是材料的脆性。 温度依赖性非常高。 半导体应变计的设计相对较小
k 因子
材料的相对电阻和材料的伸长率之间的关系由比例因子描述，即所谓的 k 因子。 它表示电阻的相对变化大于长度的相对变化的因数。 k 因子也称为应变灵敏度或电应变因子。 k 因子只能近似计算。 k 因子由制造商通过实验确定，并作为所提供应变仪的信息给出。 除非另有说明，否则 k 因子是在室温下在 23°C 下测定的。 因此，k 因子也与温度有关。 这种依赖关系是线性的，并且在交付时也以图表的形式包含在 DMS 中。
应变计传感器的灵敏度与其输入电压有关，单位为 mV/V。
应变片的基本结构
基本上，应变计由一个由薄电阻材料制成的测量网格组成，该测量网格以曲折的方式排列。 该电阻材料通过保护层防止机械损坏。
应变计类型
线应变计
如今，线应变片很少用于特殊应用。
贴膜 DMS
今天几乎只使用箔式应变片。 箔式应变计由绝缘载体材料和测量网格组成。 测量网格由贴在载体膜上的电阻膜组成。
为了实现相应高的电阻，导体路径设计成曲折图案。 这种导体排列称为网格。 根据测量要求，有不同的网格尺寸和网格配置。 蜿蜒的导体排列也决定了交叉灵敏度的大小。 交叉灵敏度是由垂直于测量方向的导体变形引起的误差，因为导体的这种变形也会导致电阻的变化。
半导体应变计
半导体应变片（HL应变片）不是根据改变线和箔片应变片的长度和截面的原理工作的，而是根据改变半导体中压电电阻的原理工作的。 线性度低于线应变片和箔片应变片。 另一个缺点是材料的脆性。 温度依赖性非常高。 半导体应变计的设计相对较小
什么是应变计？
应变计是一种电阻传感器，用于测量材料的伸长或变形。它由一个薄金属带或薄膜组成，金属带或薄膜贴在柔性载体层上。
当应变片连接到材料上，材料受到应力或应变时，应变片的电阻会随着材料的变形而发生相应的变化。这样就可以测量材料的应变或变形。
应变片可用于各种应用领域，如材料测试、建筑物或桥梁的结构监测、机器监测或医疗技术。它们还经常用于汽车行业，以监测和优化制动器、发动机或底盘等部件的负载。
当应变片连接到材料上，材料受到应力或应变时，应变片的电阻会随着材料的变形而发生相应的变化。这样就可以测量材料的应变或变形。
应变片可用于各种应用领域，如材料测试、建筑物或桥梁的结构监测、机器监测或医疗技术。它们还经常用于汽车行业，以监测和优化制动器、发动机或底盘等部件的负载。
应变片是如何工作的，它基于什么物理原理？
应变计是一种电气传感器，用于测量物体的伸长或变形。它由一条薄而柔软的金属带组成，金属带附着在载体薄膜上。
应变计所依据的物理原理是压阻效应和几何效应。
压阻效应表明，材料的电阻取决于其机械应变。当应变片被拉伸时，其长度和横截面会发生变化，从而导致电阻发生变化。这种电阻变化可以测量并用于确定应变。
几何效应是指应变片拉伸时横截面的变化。如果应变片的横截面变小，其电阻就会增加。通过将几何效应与压阻效应相结合，应变计的灵敏度和精确度得到了提高。
为了测量电阻的变化，应变计被集成到一个惠斯通电桥电路中。电桥电路由四个电阻组成，其中一个是应变片。拉伸应变片时，其电阻会发生变化，电桥中的电阻比也会发生变化。这种变化可以用电子电路测量，并用来确定应变。
应变片常用于测量技术中，用于测量桥梁、建筑物、飞机、车辆和机器等结构的应变。它们非常精确，可以检测到微米范围内的微小应变。
应变计所依据的物理原理是压阻效应和几何效应。
压阻效应表明，材料的电阻取决于其机械应变。当应变片被拉伸时，其长度和横截面会发生变化，从而导致电阻发生变化。这种电阻变化可以测量并用于确定应变。
几何效应是指应变片拉伸时横截面的变化。如果应变片的横截面变小，其电阻就会增加。通过将几何效应与压阻效应相结合，应变计的灵敏度和精确度得到了提高。
为了测量电阻的变化，应变计被集成到一个惠斯通电桥电路中。电桥电路由四个电阻组成，其中一个是应变片。拉伸应变片时，其电阻会发生变化，电桥中的电阻比也会发生变化。这种变化可以用电子电路测量，并用来确定应变。
应变片常用于测量技术中，用于测量桥梁、建筑物、飞机、车辆和机器等结构的应变。它们非常精确，可以检测到微米范围内的微小应变。
应变片有哪些类型，它们之间有什么区别？
应变片有多种类型，包括
1. 金属应变片：这些应变片通常由铝或康铜等薄金属箔组成。它们坚固耐用，可承受高应变。它们通常用于对精度和电阻要求较高的应用场合。
2. 半导体应变片：由硅等半导体材料组成。与金属应变片相比，它们的灵敏度更高，长期稳定性更好。它们通常用于要求高精度和低漂移的应用场合。
3. 碳纳米管应变片：这些应变计由应用于柔性基底的碳纳米管组成。其特点是灵敏度高，能够测量非常小的应变。它们通常用于对高分辨率和微型化要求较高的应用场合。
各类应变片的区别主要在于其灵敏度、坚固性、长期稳定性和成本。金属应变片通常更便宜、更坚固，而半导体应变片灵敏度更高、长期稳定性更好。碳纳米管应变片灵敏度很高，分辨率也很高，但通常价格较高，稳定性较差。选择适当类型的应变片取决于具体应用的要求。
1. 金属应变片：这些应变片通常由铝或康铜等薄金属箔组成。它们坚固耐用，可承受高应变。它们通常用于对精度和电阻要求较高的应用场合。
2. 半导体应变片：由硅等半导体材料组成。与金属应变片相比，它们的灵敏度更高，长期稳定性更好。它们通常用于要求高精度和低漂移的应用场合。
3. 碳纳米管应变片：这些应变计由应用于柔性基底的碳纳米管组成。其特点是灵敏度高，能够测量非常小的应变。它们通常用于对高分辨率和微型化要求较高的应用场合。
各类应变片的区别主要在于其灵敏度、坚固性、长期稳定性和成本。金属应变片通常更便宜、更坚固，而半导体应变片灵敏度更高、长期稳定性更好。碳纳米管应变片灵敏度很高，分辨率也很高，但通常价格较高，稳定性较差。选择适当类型的应变片取决于具体应用的要求。
应变片通常用于哪些场合，在这些应用中具有哪些优势？
应变片通常用于工程和材料测试的许多领域。以下是一些常见的应用：
1. 结构监测：应变仪用于监测桥梁、建筑物和管道等结构的结构完整性。它们有助于及早发现可能的损坏或变形，并在出现更严重的问题之前进行维修。
2. 载荷测量：应变仪用于测量钢梁、焊接接头和管道等部件的载荷。这使工程师能够确定这些部件的承载能力，确保安全。
3. 汽车应用：应变仪在汽车行业有多种应用，包括测量车身、车架和悬挂系统等汽车部件的应力。这有助于制造商提高汽车的强度和耐用性。
4. 机械工程：应变仪用于测量机器和系统中轴、轴承和齿轮等部件的负载。这使工程师能够监控机器的性能，并及早发现潜在的问题。
在这些应用中使用应变片的优势在于
- 高精度：应变片可以提供非常精确的测量，这对于需要精确数据的应用来说至关重要。
- 安装简便：应变片可简单地固定在被测部件的表面，因此安装相对简便。
- 低成本：与其他测量设备相比，应变片的成本相对较低，因此是许多应用的经济型解决方案。
- 多功能性：应变片可附着在各种材料和表面上，因此应用广泛。
- 实时监控：应变仪可对部件应力进行实时监控，使工程师能够对变化做出快速反应，防止潜在的损坏。
1. 结构监测：应变仪用于监测桥梁、建筑物和管道等结构的结构完整性。它们有助于及早发现可能的损坏或变形，并在出现更严重的问题之前进行维修。
2. 载荷测量：应变仪用于测量钢梁、焊接接头和管道等部件的载荷。这使工程师能够确定这些部件的承载能力，确保安全。
3. 汽车应用：应变仪在汽车行业有多种应用，包括测量车身、车架和悬挂系统等汽车部件的应力。这有助于制造商提高汽车的强度和耐用性。
4. 机械工程：应变仪用于测量机器和系统中轴、轴承和齿轮等部件的负载。这使工程师能够监控机器的性能，并及早发现潜在的问题。
在这些应用中使用应变片的优势在于
- 高精度：应变片可以提供非常精确的测量，这对于需要精确数据的应用来说至关重要。
- 安装简便：应变片可简单地固定在被测部件的表面，因此安装相对简便。
- 低成本：与其他测量设备相比，应变片的成本相对较低，因此是许多应用的经济型解决方案。
- 多功能性：应变片可附着在各种材料和表面上，因此应用广泛。
- 实时监控：应变仪可对部件应力进行实时监控，使工程师能够对变化做出快速反应，防止潜在的损坏。
使用应变片时会遇到哪些挑战，如何克服？
使用应变片时可能会遇到各种挑战：
1. 与温度有关：应变仪对温度波动很敏感。环境温度的变化会导致测量误差。可通过使用温度补偿应变片或使用合适的软件算法补偿温度变化来克服这一问题。
2. 校准：应变片的正确校准对于精确测量至关重要。不正确的校准会导致测量误差。为解决这一问题，应变片的放置应仔细、精确。使用模板或夹具进行精确放置会有所帮助。
3. 粘接：将应变片粘接到表面是一项挑战。粘合不均匀或不充分都会导致测量误差。仔细准备表面和使用合适的粘合剂有助于解决这一问题。
信号噪声：应变片对电气噪声很敏感，可能导致测量不准确。使用放大器和滤波器可降低信号噪音。
5 校准：必须对应变片进行校准，以确保测量结果准确无误。不正确的校准会导致测量错误。因此，必须定期检查和校准应变片，以便识别和纠正可能出现的偏差。
考虑并克服这些挑战，应变片就能实现准确可靠的测量。
1. 与温度有关：应变仪对温度波动很敏感。环境温度的变化会导致测量误差。可通过使用温度补偿应变片或使用合适的软件算法补偿温度变化来克服这一问题。
2. 校准：应变片的正确校准对于精确测量至关重要。不正确的校准会导致测量误差。为解决这一问题，应变片的放置应仔细、精确。使用模板或夹具进行精确放置会有所帮助。
3. 粘接：将应变片粘接到表面是一项挑战。粘合不均匀或不充分都会导致测量误差。仔细准备表面和使用合适的粘合剂有助于解决这一问题。
信号噪声：应变片对电气噪声很敏感，可能导致测量不准确。使用放大器和滤波器可降低信号噪音。
5 校准：必须对应变片进行校准，以确保测量结果准确无误。不正确的校准会导致测量错误。因此，必须定期检查和校准应变片，以便识别和纠正可能出现的偏差。
考虑并克服这些挑战，应变片就能实现准确可靠的测量。
如何校准应变片，测量结果的准确性如何？
应变计通常通过与已知参考应变进行比较来校准。为此，应变计被连接到一个合适的测试装置上，并达到一个确定的应变。然后将应变片的输出信号与测试装置产生的实际应变进行比较。这样就可以确定应变计的灵敏度，并在必要时进行修正。
测量结果的精度取决于多种因素，如应变片的质量、校准方法和测量环境。通常情况下，现代应变片的精度可达 ±0.1 % 至 ±1%。对于非常精确的应用，甚至可以达到更高的精度。
需要注意的是，测量结果的准确性不仅取决于校准，还取决于其他因素，例如测量环境的稳定性、应变片的安装以及被测材料的特性。因此，在使用应变片时最好考虑到所有相关因素，以获得准确可靠的测量结果。
测量结果的精度取决于多种因素，如应变片的质量、校准方法和测量环境。通常情况下，现代应变片的精度可达 ±0.1 % 至 ±1%。对于非常精确的应用，甚至可以达到更高的精度。
需要注意的是，测量结果的准确性不仅取决于校准，还取决于其他因素，例如测量环境的稳定性、应变片的安装以及被测材料的特性。因此，在使用应变片时最好考虑到所有相关因素，以获得准确可靠的测量结果。
应变片领域有哪些新发展，如何扩大应用范围？
应变片领域的各种新发展可以扩大其应用范围：
1. 更柔韧、更轻薄的材料：研究人员正致力于用更柔韧、更轻薄的材料生产应变片。这将使应变片应用于以前因硬度或尺寸而无法使用的领域成为可能。
2. 无线传输测量数据：另一项发展是测量数据的无线传输，这使得实时远程监控应变片成为可能。例如，这可用于建筑物结构监测或医疗诊断。
3. 集成传感器：目前正在开发集成传感器的应变仪，可提供温度或压力测量等附加信息。这种集成可实现更精确、更全面的应变测量，并为各个领域带来新的应用可能性。
微型化：微电子技术的进步使应变片的设计变得越来越小巧紧凑。这意味着应变片可用于以往测量设备过于庞大或笨重的领域，如生物医学或可穿戴设备。
5. 扩展应用领域：由于上述发展，应变片可用于许多新的应用领域。例如，运动器材的监控、机器人的运动控制、航空航天中的载荷测量或医学中的病人监控。
这些新发展为应变片开辟了广泛的应用领域，使应变测量在各个领域都能更加精确、高效和灵活。
1. 更柔韧、更轻薄的材料：研究人员正致力于用更柔韧、更轻薄的材料生产应变片。这将使应变片应用于以前因硬度或尺寸而无法使用的领域成为可能。
2. 无线传输测量数据：另一项发展是测量数据的无线传输，这使得实时远程监控应变片成为可能。例如，这可用于建筑物结构监测或医疗诊断。
3. 集成传感器：目前正在开发集成传感器的应变仪，可提供温度或压力测量等附加信息。这种集成可实现更精确、更全面的应变测量，并为各个领域带来新的应用可能性。
微型化：微电子技术的进步使应变片的设计变得越来越小巧紧凑。这意味着应变片可用于以往测量设备过于庞大或笨重的领域，如生物医学或可穿戴设备。
5. 扩展应用领域：由于上述发展，应变片可用于许多新的应用领域。例如，运动器材的监控、机器人的运动控制、航空航天中的载荷测量或医学中的病人监控。
这些新发展为应变片开辟了广泛的应用领域，使应变测量在各个领域都能更加精确、高效和灵活。
应变片有哪些替代品，在哪些情况下更适用？
有几种应变片的替代品可能更适合应变计的应用。其中一些替代品是
1. 光学应变测量：数字图像相关（DIC）等光学方法用于测量变形。这种方法可以进行非接触式测量，精度高于应变片。光学应变测量尤其适用于应变片难以应用的复杂几何形状或材料。
2. 超声波测量：超声波通过测量声波在材料中的传播时间来测量变形。这种方法是非接触式的，非常适合动态测量。超声波测量可在高温或有振动的环境中使用，在这些环境中无法使用应变片。
3. 磁应变测量：磁传感器用于测量变形。这种方法非常适合具有磁性的材料，并能进行非接触式测量。磁应变测量也可用于高温或有振动的环境中。
4. 电容应变测量：这种方法使用电容传感器来测量变形。这种方法实现了非接触式测量，精度高。电容应变测量法尤其适用于小变形或难以安装应变片的材料。
选择应变片的最佳替代品取决于各种因素，如材料类型、几何形状的复杂性、环境条件和所需精度。重要的是要考虑应用的具体要求，以便选择合适的替代品。
1. 光学应变测量：数字图像相关（DIC）等光学方法用于测量变形。这种方法可以进行非接触式测量，精度高于应变片。光学应变测量尤其适用于应变片难以应用的复杂几何形状或材料。
2. 超声波测量：超声波通过测量声波在材料中的传播时间来测量变形。这种方法是非接触式的，非常适合动态测量。超声波测量可在高温或有振动的环境中使用，在这些环境中无法使用应变片。
3. 磁应变测量：磁传感器用于测量变形。这种方法非常适合具有磁性的材料，并能进行非接触式测量。磁应变测量也可用于高温或有振动的环境中。
4. 电容应变测量：这种方法使用电容传感器来测量变形。这种方法实现了非接触式测量，精度高。电容应变测量法尤其适用于小变形或难以安装应变片的材料。
选择应变片的最佳替代品取决于各种因素，如材料类型、几何形状的复杂性、环境条件和所需精度。重要的是要考虑应用的具体要求，以便选择合适的替代品。