应变计

本文解释了什么是应变计及其用途。因此,您将了解不同类型的应变计、应变计的使用方法及其优点和缺点。

什么是应变计?

应变仪应变仪是一种将材料的变形转换为电阻变化的传感器。因此,应变仪是一种用于测量材料变形的仪器。

应变计还可用于确定材料的压力、负载、扭矩或位置。

应变计的工作原理是基于压阻效应,压阻效应是某些材料所具有的物理特性,并且会根据它们所承受的机械应力来改变其电阻值。下面我们将详细了解应变计的工作原理。

应变计

一般来说,应变片又小又硬。此外,它们通常由金属合金(例如铝或镍)或半导体元素(例如硅或锗)制成。

此外,为了使应变片能够正确测量,制造商必须指出应变片的测量特性,例如工作温度、应变片电阻或疲劳测试。

应变片的类型

现在我们知道了应变片的定义,让我们看看应变片有哪些不同类型:

  • 金属应变片——这些是由金属合金制成的应变片。这类应变片一般都比较薄且薄。此外,他们还根据材料的长度变化来测量材料的变形。
  • 电阻应变片:这种类型的应变片在变形时会增加其电阻,因此,借助惠斯通电桥,电阻的变化可以转换为张力,从而确定材料的变形。
  • 电容式应变仪:这种类型的应变仪与几何特性相关,可以测量应力和应变。
  • 光电应变仪:此类应变仪的工作原理是通过到达光电管的光量来测量应变。因此,根据量具的伸长率,或多或少的光能到达电池,因此可以确定材料的变形。
  • 半导体应变片:这种类型的应变片由可以测量应变的半导体元件组成。它们的尺寸通常较小,但可以承受非常大的变形。

应变计的工作原理

应变计是必须粘合到我们想要研究其变形的物体上的电子元件。这就是为什么它们通常包括粘合部分,以便可以轻松地将它们放置在物体上。

请记住,物体的变形是由于机械力造成的,无论是外部的还是内部的。因此,如果材料的机械应力和特性已知,则可以计算材料的应变。

应变计的工作原理是基于压阻性,压阻性是某些材料所具有的特性,并且会根据其承受的机械应力来改变其电阻值。

因此,由于压阻效应,机械力可以转化为电力,从而可以确定物体的变形。

在大多数情况下,物体所经历的变形很难手动测量,因为它们是非常小的变形。然而,通过使用电流,可以知道这些变形的值。

应变片的优点和缺点

应变片的优点:

  • 应变计非常简单且易于使用。
  • 它们是小型乐器。
  • 一般来说,应变片可以使用直流电或交流电。
  • 应变仪进行的测量不受磁场的影响。

应变片缺点:

  • 许多环境因素都会影响应变计的测量结果。
  • 这些通常是不稳定的设备。
  • 随着时间的推移,应变计会失去其抓力,从而难以使用。
  • 仪表输出信号微弱。
  • 温度变化会影响应变计。
  • 施加的应力不会导致应变片超出其弹性极限。

应变片的应用

应变片在工程中有许多应用,包括:

  • 在结构中,测量桥梁、基础设施、起重机等的变形。
  • 在工业上,应变片主要用于对电机、泵、机器等进行电阻测试。
  • 应变计也用于机器人技术,例如测量机器人抓取物体时所施加的力。
  • 在施工中,应变仪用于检查施工时混凝土的沉降情况。
  • 在航空航天工业中,应变仪用于测量飞机的结构载荷并计算机翼的偏转。

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