KFB-3-120-C20 箔式應變片的測量基礎(chǔ)是金屬導體的電阻應變效應 —— 當應變片敏感柵受到外力作用產(chǎn)生機械形變時,其電阻值會隨形變程度發(fā)生規(guī)律性變化,通過測量電阻變化量即可反向推導被測構(gòu)件的應變大小。
該應變片的敏感柵采用高穩(wěn)定性 Cu-Ni 合金箔經(jīng)精密蝕刻成型,合金材料具備優(yōu)異的應變靈敏度系數(shù)(K 值約 2.1),確保微小形變下電阻變化的可測性。當被測構(gòu)件發(fā)生拉伸或壓縮形變時,應變片通過粘結(jié)劑與構(gòu)件表面緊密貼合,同步產(chǎn)生相同程度的形變:拉伸時敏感柵長度增加、橫截面積減小,電阻值隨之增大;壓縮時敏感柵長度縮短、橫截面積增大,電阻值相應減小,且電阻變化量與應變大小呈良好線性關(guān)系,為精準測量提供基礎(chǔ)。
敏感柵:作為核心測量元件,3mm 短柵長設計可精準捕捉局部微小應變,避免大范圍形變導致的測量偏差,尤其適配高精度局部應力測試場景;120Ω 標準阻值能有效降低信號傳輸過程中的衰減,提升測量系統(tǒng)的信噪比。
基底與覆蓋層:基底采用耐老化聚酰亞胺材料,兼具良好的絕緣性與粘結(jié)性,可將敏感柵與被測構(gòu)件隔離,防止漏電干擾測量;覆蓋層則起到保護敏感柵的作用,避免工業(yè)環(huán)境中粉塵、油污對柵體的侵蝕,延長使用壽命。
溫度補償網(wǎng)絡:C20 級溫度補償設計針對線膨脹系數(shù) 20×10??/℃ 的金屬構(gòu)件優(yōu)化,通過在敏感柵電路中集成補償電阻,抵消環(huán)境溫度變化導致的附加電阻變化,確保在 -20~80℃ 工作溫度范圍內(nèi),測量誤差控制在 ±0.1% 以內(nèi)。
引出線:采用鍍銀銅芯引線,具備低電阻、高導電率特性,可快速傳導敏感柵的電阻變化信號,減少信號傳輸過程中的損耗,同時引線與敏感柵的焊接處經(jīng)過強化處理,避免振動環(huán)境下出現(xiàn)脫焊故障。
KFB-3-120-C20 箔式應變片的信號傳遞過程可分為 “形變感知 — 電阻變化 — 信號轉(zhuǎn)換 — 數(shù)據(jù)輸出" 四個關(guān)鍵階段,各環(huán)節(jié)緊密銜接確保測量精度:
形變感知階段:應變片通過專用粘結(jié)劑固定于被測構(gòu)件表面,粘結(jié)劑需經(jīng)固化處理形成牢固結(jié)合層,確保構(gòu)件形變能傳遞至敏感柵。此階段需保證安裝面清潔平整,避免雜質(zhì)影響粘結(jié)效果,導致形變傳遞失真。
電阻變化階段:構(gòu)件受力形變時,敏感柵同步產(chǎn)生機械形變,其電阻值按規(guī)律變化,電阻變化量 ΔR 與應變 ε 的關(guān)系遵循公式 ΔR/R? = K×ε(其中 R? 為初始電阻值,K 為應變靈敏度系數(shù)),通過該線性關(guān)系可將機械形變轉(zhuǎn)化為可測量的電阻變化信號。
信號轉(zhuǎn)換階段:應變片需與應變儀配套使用,應變儀通過惠斯通電橋電路將電阻變化信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。由于單個應變片的電阻變化量極小(通常為毫歐級),惠斯通電橋具備放大微弱信號的功能,同時可抑制溫度干擾,進一步提升信號穩(wěn)定性。
數(shù)據(jù)輸出階段:經(jīng)放大后的電壓信號通過屏蔽電纜傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)預設的標定參數(shù),將電壓信號換算為對應的應變值并顯示輸出,完成從機械形變到電信號再到測量數(shù)據(jù)的全流程轉(zhuǎn)換。
KFB-3-120-C20 應變片的信號傳遞過程具備兩大核心優(yōu)勢:一是響應速度快,敏感柵的合金箔材質(zhì)與短柵長設計減少了形變傳遞延遲,信號響應時間小于 1ms,可適配動態(tài)應變測量場景;二是抗干擾能力強,基底的絕緣設計、引線的屏蔽處理及溫度補償網(wǎng)絡的協(xié)同作用,能有效抵御工業(yè)環(huán)境中的電磁干擾、溫度波動等因素影響,確保信號傳遞的準確性。