此款应变片是温度自补偿的电阻应变计,可以通过高频振动,实时测量应力,在Hopkinson业内广泛使用,效果良好。
安装在无任何外力作用、不受约束的试件上的应变计,当环境温度发生变化时,其电阻值也将随之改变(指示应变),被称为热输出。热输出是由于应变计敏感栅材料的电阻温度系数和敏感栅材料以及被测试件材料间的线膨胀系数的差异共同作用、迭加产生的结果。
由于热输出是静态应变测试中最大的误差源,并且热输出分散也会随着热输出值的增大而增大。在测试环境存在温度梯度或瞬变时,这种差异就更大了。因此,理想的情况是应变计的热输出值趋于零。而满足这一要求的应变计称为温度自补偿应变计。
可以通过调整应变计的敏感栅材料的合金成分配比、改变冷轧成型压缩率以及适当的热处理,使敏感栅材料的内部晶体重新组合,改变其电阻温度系数,从而实现弹性体或试件材料的温度自补偿功能,满足高精度应力分析的要求。如下图的温度补偿代号:
补偿代号 | 适用材料 | 线膨胀系数典型值 |
9 | 钛合金 | 8.8*10-6/℃ |
11 | 合金钢、马氏体不锈钢和沉淀硬化性不锈钢 | 11.3* 10-6/℃ |
16 | 奥氏体不锈钢和铜基材料 | 16.0*10-6/℃ |
23 | 铝合金 | 23.2*10-6/℃ |
1、当温度自补偿应变计与试件材料匹配时,在补偿温度范围内,不必对热输出进行修正。
2、当温度自补偿应变计所要求使用材料的线膨胀系数与试件材料有微小差异时,应选用两片或四片应变计组成半桥或全桥,以消除热输出所带来的影响。
3、采用1/4桥路进行高精度应力测量时,除安装在试件表面的工作应变计外,还应在试件材料香甜的补偿块上安装相同的应变计作为补偿片,并与工作片处于相同的环境条件下,这两片应变计应分别接在惠斯登电桥的相邻两臂,以消除热输出影响。为了减少引线对应变计的影响,可以采用三线或者四线接法,同时使用绞线或者屏蔽线。