淺論釬桿上電阻應(yīng)變片的粘貼方法

【摘 要】在鑿巖機(jī)耗氣量、沖擊頻率、工作轉(zhuǎn)速、扭矩性能測試技術(shù)中，電測法是測量方法中常用的方法之一。在電測法中廣泛應(yīng)用電阻應(yīng)變片，因?yàn)樗軠?zhǔn)確的測量各種性能參數(shù)。對于應(yīng)變片的正確選取和粘貼方法質(zhì)量的好壞，將直接影響應(yīng)變片的性能和測量的準(zhǔn)確性，在此將對電阻應(yīng)變片的粘貼方法進(jìn)行相關(guān)總結(jié)和說明。

【關(guān)鍵詞】電阻應(yīng)變片 粘貼方法 電測法

1概述

沖擊過程是由高速運(yùn)動(dòng)的沖擊體（沖錘）對工具施加撞擊，轉(zhuǎn)化為一高幅值脈沖力，以應(yīng)力波的形式，通過工具將能量傳遞給破碎對象。

根據(jù)波動(dòng)理論，通過沖擊工具中給定截面的總能量為：

根據(jù)上式，沖擊能量可采用適當(dāng)?shù)乃矐B(tài)應(yīng)力記錄手段捕獲測桿中一點(diǎn)的應(yīng)力歷程，然后平方求積進(jìn)行確定。

將應(yīng)變片粘貼到釬桿上，當(dāng)釬桿發(fā)生變形時(shí)應(yīng)變片就會跟隨一起變形，這時(shí)應(yīng)變片中的電阻絲就會因其機(jī)械變形而導(dǎo)致電阻絲的電阻發(fā)生變化，這就是用電測應(yīng)變片測量應(yīng)變的基本原理。

2 應(yīng)變片的粘貼

從電阻應(yīng)變片測量的基本原理可以看出，首先，要保證應(yīng)變片與被測物體共同產(chǎn)生變形。其次，要保證電阻應(yīng)變片本身的電阻值得穩(wěn)定，才能得到準(zhǔn)確的應(yīng)變測量結(jié)果，這是應(yīng)變片粘貼的基本原則。因此應(yīng)變片本身的質(zhì)量和粘貼的質(zhì)量的好壞對測量結(jié)果影響很大。

2.1選擇合適的應(yīng)變片

在應(yīng)變測量時(shí)，只有正確選擇和粘貼應(yīng)變片，才能保證測量精度和可靠性，達(dá)到預(yù)期的測試目的。應(yīng)變片的選擇，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)環(huán)境、應(yīng)變性質(zhì)、應(yīng)變梯度及測量精度等因素來決定。本次選擇用的應(yīng)變片阻值為119±0.2歐姆，靈敏度系數(shù)為2.099±1.1%，粘結(jié)劑為乙基纖維素膠為例。

2.2電阻應(yīng)變片的安裝

常溫應(yīng)變片的安裝采用粘貼方法。應(yīng)變片粘貼操作過程如下：

2.2.1 檢查和分選應(yīng)變片

應(yīng)變片粘貼前應(yīng)對應(yīng)變片進(jìn)行外觀檢查和阻值測量。首先檢查應(yīng)變片表面是否平整、絲柵排列是否均勻，敏感柵有無銹斑、基底和蓋層有無破損，引線是否牢固等。然后量出所選取的應(yīng)變片阻值，阻值測量的目的是檢查應(yīng)變片是否有斷路、短路情況，并按阻值進(jìn)行分選，以保證使用同一溫度補(bǔ)償片的一組應(yīng)變片的阻值相差不超過0.5歐姆，這樣在測量時(shí)容易調(diào)整平整。

2.2.2 釬桿的表面處理與劃線

首先用汽油除去釬桿粘貼表面的油污、漆、銹斑、電鍍層等，其次用砂布打磨法，除掉釬桿表面的繡漬使其露出新鮮的金屬表層，以便使膠液充分浸潤以提高粘貼強(qiáng)度。接著用浸有丙酮的脫脂棉球擦洗。根據(jù)應(yīng)變片的尺寸，利用鋼板尺、鋼劃針劃出應(yīng)變片粘貼位置的定位基準(zhǔn)線，再用細(xì)砂布輕輕磨去劃線毛刺，然后再用浸有丙酮的脫脂棉球仔細(xì)地從里往外擦試粘貼表面，擦一次轉(zhuǎn)換一個(gè)側(cè)面再擦，棉球六面都用過，更換新棉球用同樣的方法擦洗，直至棉球上不見污跡為止。

2.2.3 應(yīng)變片粘貼

粘結(jié)劑不同，應(yīng)變片粘貼的過程也不同。貼片時(shí)要注意分清應(yīng)變片的正、反面，以氰基丙稀酸酯粘結(jié)劑502膠為例，用左手拿鑷子捏住應(yīng)變片的引線，右手上膠，在應(yīng)變片基底底面涂上502膠（擠上一小滴502膠即可），立即將應(yīng)變片底面向下放在被測位置上，并使應(yīng)變片軸線對準(zhǔn)定位線，再墊上塑料薄膜在應(yīng)變片上，然后用透明膠將塑料薄膜扎緊，用手指沿一個(gè)方向柔和滾壓擠出多余的膠，然后手指靜壓1～2分鐘，使應(yīng)變片與被測件完全粘合后再放開，從應(yīng)變片無引線的一端向有引線的一端揭掉氟塑料薄膜。注意502膠不能用的過多或過少，過多使膠層太厚影響應(yīng)變片測試性能，過少則粘結(jié)不牢不能準(zhǔn)確傳遞應(yīng)變，也影響應(yīng)變片測試性能。此外小心不要被502膠粘住手指，如被粘住用丙酮泡洗。

粘貼好后在應(yīng)變片和基座之間貼上透明膠布，防止引線和釬桿表面接觸，產(chǎn)生不絕緣。

2.2.4 固化

貼片時(shí)最常用的是氰基丙稀酸酯粘結(jié)劑502膠水。用它貼片后，就需要進(jìn)行干燥處理，處理的方法可以是自然干燥或人工干燥。自然干燥只要在室溫下放置數(shù)小時(shí)即可充分固化，而具有較強(qiáng)的粘結(jié)能力。人工干燥可用太陽燈進(jìn)行加熱干燥，烘烤時(shí)應(yīng)適當(dāng)注意距離，以防止電阻應(yīng)變計(jì)底基烘焦損壞。

2.2.5 防潮層的制作

電阻應(yīng)變片在潮濕的環(huán)境或混凝土中必須有足夠的絕緣度，一旦應(yīng)變片受潮，其阻值就會不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確地測量應(yīng)變，因此，在應(yīng)變片粘貼好后，必須制作防潮層。防潮層可以選用AB膠混合而成，然后將配置好的AB膠涂在電阻應(yīng)變片上，然后用透明膠在釬桿上包扎緊，然后用太陽燈對著涂有AB膠的應(yīng)變片上進(jìn)行加熱干燥，此目的是使AB膠能夠融化均勻的分布在電阻應(yīng)變片上，用透明膠扎緊是為了不讓AB膠溢出，這樣就保持了應(yīng)變片的平整以及防潮劑在應(yīng)變片的均勻分布。防潮劑的固化時(shí)間一般需要24小時(shí)。

2.2.6 過渡線的焊接與固定

由于電阻應(yīng)變片的引出線很細(xì)，特別是引出線與應(yīng)變片電阻絲的連接強(qiáng)度很低，極易被拉斷，因此需要進(jìn)行過渡。過渡線是將電阻應(yīng)變片的感受信息傳遞給測試儀器的導(dǎo)線，其一端與電阻應(yīng)變片的引出線相連，另一端與應(yīng)變儀的導(dǎo)線相連。用電烙鐵將電阻應(yīng)變片的引出線和過渡線接連在一起。連接點(diǎn)必須用焊錫焊接，以保證測試線路導(dǎo)電性能的質(zhì)量要求，焊點(diǎn)的大小應(yīng)均勻，不能過大，也不能有虛焊。

具體的焊接方法是：首先電烙鐵熱了之后，先掛少許焊錫膏，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵與電阻應(yīng)變片的引線頭部以及過渡線的兩端都接觸上，那么電阻應(yīng)變片和過渡線的掛錫就完成了。注意；掛錫的長度為3±1mm為宜。接著，先用過渡線掛錫的一端和應(yīng)變片引線放置平行，然后將電烙鐵放到過渡線和引線重合位置使焊錫融化，當(dāng)焊錫融化之后立即將電烙鐵移走，拿過渡線的手此時(shí)慢慢的將過渡線與引線平行拉長，使焊錫凝固有很好的過渡，這樣這個(gè)焊接過程就完成了。采用相同的方法將其他的幾個(gè)過渡線焊接也完成。

過渡線焊接完成之后，將過渡線固定在釬桿上。具體的固定方法是在焊接引線之前先在釬桿上纏繞兩層透明膠，等到過渡線焊好之后，將過渡線放置平直，引出線與過渡線的焊接處要拉直使兩根引線保持原有的平行狀態(tài)。拉直平行之后先用透明膠將過渡線的頭固定，然后用透明膠從電阻應(yīng)變片的頂端開始纏繞將電阻應(yīng)變片引線和過渡線包扎緊，留有過渡線與導(dǎo)線焊接的接頭不用包扎。

2.2.7 測量導(dǎo)線與過渡線的焊接與固定

為了保證電阻應(yīng)變片的過渡線在焊點(diǎn)上的絕緣，焊前需要在過渡線的焊頭下面粘貼一層電工膠帶纏繞的絕緣層。在進(jìn)行焊接測量導(dǎo)線之前先固定好將要焊接的過渡線和導(dǎo)線，待焊接固定好以后，即可焊接導(dǎo)線。常溫靜態(tài)應(yīng)變測量時(shí)，測量導(dǎo)線可采用 0.1～0.3毫米的單絲包銅線。

導(dǎo)線與過渡線之間焊接方法和電阻應(yīng)變片與過渡線之間的焊接相似，具體方法就是焊接兩頭先掛錫，然后進(jìn)行焊接。焊接完成之后將導(dǎo)線應(yīng)在釬桿上沿途用透明膠固定。最后用電工絕緣膠帶將應(yīng)變片、過渡線以及導(dǎo)線的100mm處進(jìn)行雙層纏繞固定。具體的電阻應(yīng)變片在釬桿上粘貼的連接如圖1所示。

2.2.8 檢查

對已充分固化并已聯(lián)接好導(dǎo)線的應(yīng)變片，在正式使用前必須進(jìn)行質(zhì)量檢查。除對應(yīng)變片作外觀檢查外，還應(yīng)檢查應(yīng)變片是否粘貼良好、貼片方位是否正確、有無短路和斷路、絕緣電阻是否符合要求等。粘貼質(zhì)量的檢查：首先觀察應(yīng)變片粘貼位置是否正確，粘貼面有無氣泡。用萬用表測量應(yīng)變片是否有短路或斷路現(xiàn)象，再用兆歐表檢查絕緣電阻應(yīng)在50兆歐姆以上。

3 電阻應(yīng)變片的防護(hù)

為了防止粘貼好的應(yīng)變片受潮和腐蝕物質(zhì)的侵蝕，并防止機(jī)械損傷，在使用過程中不受環(huán)境溫度變化的影響，保持良好的絕緣性能，本次粘貼采用AB膠涂于釬桿表面進(jìn)行防潮。這種方法是用AB膠攪拌均勻直接涂在經(jīng)清潔處理過的應(yīng)變片及其周圍，在室溫下經(jīng)12～24小時(shí)固化，放置時(shí)間越長，固化越好。AB膠使用方便、防潮性能好、附著力強(qiáng)、對應(yīng)變片無腐蝕作用。

綜上所述應(yīng)變片的粘貼是電測法的重要工序，對于應(yīng)變片的正確選取和粘貼質(zhì)量的好壞，將直接影響應(yīng)變片的性能和測量的準(zhǔn)確性，必須給予足夠的重視。

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作者簡介：方家耀（1987—），男，浙江衢州人，工程師，本科學(xué)歷，研究方向：機(jī)電測試。