應(yīng)變片的工作原理是充分利用了導(dǎo)體的物理和幾何特性。當(dāng)導(dǎo)體在其彈性極限內(nèi)被外力拉伸時(shí)，它會(huì)變得更窄、更長而不會(huì)斷裂或永久變形。這種變形導(dǎo)致其終端電阻增加。相反，當(dāng)導(dǎo)體被壓縮時(shí)，它變得更寬更短，這種變形導(dǎo)致其端子處的電阻降低。通過測(cè)量應(yīng)變片的電阻，可以計(jì)算出應(yīng)變片覆蓋區(qū)域內(nèi)的應(yīng)變。應(yīng)變片的敏感網(wǎng)格是一組平行導(dǎo)線，以鋸齒形排列在窄導(dǎo)體條中。這種排列可以在基線方向上累積較小的變形，形成較大的阻力變化累積值。 應(yīng)變片的測(cè)量對(duì)象只是其所覆蓋區(qū)域的變形，有限元法等應(yīng)力分析可以使用足夠小的應(yīng)變片。那常見的應(yīng)變片的種類類型有哪些呢？

      光學(xué)應(yīng)變片

      光學(xué)應(yīng)變計(jì)通常使用直徑不大于4-9微米的布拉格光柵玻璃纖維制造。一般來說，人類頭發(fā)的直徑是60-80微米。纖芯被直徑約為125微米的純玻璃包層包圍。

      基于布拉格光柵的應(yīng)變片具有以下優(yōu)點(diǎn)：

        ?對(duì)電磁場(chǎng)不敏感。

        ?可用于潛在爆炸性環(huán)境。

        ?材料（玻璃）在高沖擊載荷下不會(huì)失效。

        ?可以測(cè)量較大的應(yīng)變，一般電阻應(yīng)變片的最大應(yīng)變?yōu)閿?shù)百微應(yīng)變，光學(xué)應(yīng)變片的最大可測(cè)量應(yīng)變?yōu)?000微應(yīng)變。

        ?連接線更少，因此對(duì)測(cè)試對(duì)象的干擾會(huì)更小。

        ?互連需要大量的傳感器，不同的布拉格波長可以集成到一根光纖中。

      電阻應(yīng)變片

      電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)，即當(dāng)導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值會(huì)相應(yīng)變化。這種現(xiàn)象被稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。

      半導(dǎo)體應(yīng)變片由半導(dǎo)體材料制成，其工作原理基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)外力作用在某一軸上時(shí)，半導(dǎo)體材料的電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。

      應(yīng)變片是由測(cè)量應(yīng)變的靈敏柵格組成的元件，使用時(shí)牢牢貼在元件的測(cè)量點(diǎn)上。元件受力后，敏感柵因測(cè)點(diǎn)應(yīng)變而變形，電阻的變化再用專用儀器測(cè)出，并換算成測(cè)點(diǎn)應(yīng)變。

      金屬電阻應(yīng)變片的種類和形式很多，常見的有普通線電阻應(yīng)變片和箔電阻應(yīng)變片。

      盒式電阻應(yīng)變片是一種基于應(yīng)變-電阻效應(yīng)的敏感元件，以金屬箔作為敏感柵格，可將被測(cè)件的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻變化。應(yīng)變片有很多種。一般的應(yīng)變片是一塊塑料薄膜（15-16μm），稱為基底。粘貼由薄金屬箔制成的敏感網(wǎng)格（3-6μm），然后覆蓋一層薄膜，形成疊層結(jié)構(gòu)。

      還有許多其他劃分應(yīng)變片的種類類型的方法。如按結(jié)構(gòu)可分為單片式應(yīng)變片、直角應(yīng)變片、應(yīng)變花以及特殊形狀；按材料可分為金屬型，如線應(yīng)變片和箔片應(yīng)變片。半導(dǎo)體類，如薄膜應(yīng)變片、擴(kuò)散應(yīng)變片、外延應(yīng)變片、PN結(jié)應(yīng)變片；按使用環(huán)境分為高溫應(yīng)變片、低溫應(yīng)變片、高壓應(yīng)變片、磁場(chǎng)應(yīng)變片、水下應(yīng)變片。

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