strain gauge 一般也稱電阻應(yīng)變儀。有線應(yīng)變儀、箔應(yīng)變儀、半導(dǎo)體應(yīng)變儀等。隨著變形會(huì)發(fā)生電阻值變化的應(yīng)變片按規(guī)定方向貼在試件表面，由于試件表面應(yīng)變?cè)斐蓱?yīng)變片的電阻值變化。人們用高靈敏度檢流計(jì)測(cè)出電阻值的變化。并用此推得應(yīng)變值的大小變化。應(yīng)變儀廣泛應(yīng)用于材料的力學(xué)性能檢測(cè)中，例如測(cè)定材料拉伸模量，就是用所加負(fù)荷和同時(shí)由貼在試件表面的應(yīng)變片測(cè)出的應(yīng)變值經(jīng)計(jì)算而得。
簡介
測(cè)量機(jī)械零件、構(gòu)件或試樣應(yīng)變的儀器。在實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析以及靜力強(qiáng)度和動(dòng)力強(qiáng)度的研究中，應(yīng)變儀用來測(cè)量材料和結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)拉伸及壓縮應(yīng)變，也可測(cè)量材料和結(jié)構(gòu)上任意點(diǎn)的應(yīng)變。在機(jī)械工業(yè)中，它可用于測(cè)量透平葉片、鍋爐結(jié)構(gòu)或內(nèi)燃機(jī)氣缸的應(yīng)力等。應(yīng)變儀上如果配有相應(yīng)的傳感器，還可以測(cè)量力、質(zhì)量、壓力、位移、扭矩、振動(dòng)、速度和加速度等物理量及其動(dòng)態(tài)變化過程，也可用作非破壞性的應(yīng)變測(cè)量和檢查。
種類
應(yīng)變儀的種類很多，按測(cè)量原理可分為機(jī)械式應(yīng)變儀(杠桿式、伸縮式、劃痕式等)、機(jī)械-光學(xué)式應(yīng)變儀、光學(xué)應(yīng)變儀、聲學(xué)應(yīng)變儀和電學(xué)應(yīng)變儀（電阻式、電容式、電感式、電壓式等）。
應(yīng)變儀按頻率響應(yīng)范圍可分為靜態(tài)應(yīng)變儀、靜動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀和超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。其中靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀應(yīng)用較多。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀用電學(xué)方法測(cè)量不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的靜態(tài)應(yīng)變。它由測(cè)量電橋、放大器、顯示儀表和讀數(shù)機(jī)構(gòu)等組成。貼在被測(cè)構(gòu)件上的電阻應(yīng)變計(jì)接于測(cè)量電橋上。構(gòu)件受載變形時(shí)，測(cè)量電橋有電壓輸出，經(jīng)放大器放大后由顯示儀表指示出相應(yīng)的應(yīng)變值。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀每次只能測(cè)出一個(gè)點(diǎn)的應(yīng)變。進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量時(shí)可配以預(yù)調(diào)平衡箱。所有測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變計(jì)均預(yù)先接在平衡箱各點(diǎn)上，然后靠開關(guān)逐點(diǎn)轉(zhuǎn)換接入應(yīng)變儀。動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀應(yīng)用于測(cè)量隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，其工作頻率一般在5千赫以下。它由測(cè)量電橋、放大器和濾波器等組成。為了同時(shí)測(cè)量多個(gè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變的信號(hào)，應(yīng)變儀一般有多個(gè)通道，每個(gè)通道測(cè)量一個(gè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)。動(dòng)態(tài)應(yīng)變是隨時(shí)間而變化的，須將應(yīng)變的動(dòng)態(tài)過程記錄下來，因此動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀要與記錄器配套使用，記錄結(jié)果可直接反映被測(cè)應(yīng)變信號(hào)的大小和變化。一般動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀的輸出為電流信號(hào)，常配以光線示波器作為記錄器，也可配用磁帶機(jī)作為記錄器。
目前隨著電子技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了數(shù)字式應(yīng)變儀，并發(fā)展成可打印記錄，可進(jìn)行多點(diǎn)應(yīng)變快速測(cè)量。現(xiàn)在又發(fā)展了數(shù)據(jù)采集裝置和系統(tǒng)。它由計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，可進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、傳送、儲(chǔ)存和處理。綜上所述其市場(chǎng)的應(yīng)變儀分為以下幾種：
靜態(tài)應(yīng)變儀
主要用于靜態(tài)應(yīng)變或靜力實(shí)驗(yàn)中有關(guān)力學(xué)量的測(cè)量。靜態(tài)應(yīng)變儀特點(diǎn)：1、量程：0～±99999με
2、應(yīng)變分辨率：0.1με
3、時(shí)漂：0.3με/4h
4、非線性：0.01%
5、采樣頻率：10Hz
6、應(yīng)變測(cè)量誤差：≤ 0.01%×測(cè)量值±0.2με
7、內(nèi)置打印機(jī)，可任意打印各通道的通道號(hào)、應(yīng)變值及當(dāng)前時(shí)刻
8、可接1/4 橋，所有通道共用一個(gè)補(bǔ)償片
9、人性化機(jī)箱，鍵盤及顯示器與儀器底面成120°
10、每個(gè)通道，手動(dòng)軟件清零，無需預(yù)調(diào)平衡箱
11、交直兩用、便攜（直流時(shí)須配蓄電池）
12、大液晶6位數(shù)字顯示
13、可直接連接PC機(jī)（不能與打印機(jī)同時(shí)工作。可選配相關(guān)應(yīng)變、應(yīng)力測(cè)試記錄軟件）
14、可存儲(chǔ)400條測(cè)試記錄
15、針對(duì)各種應(yīng)變片，可靈活設(shè)置其靈敏度系數(shù)
16、適于各種材質(zhì)，泊松比可設(shè)置
17、長壽命觸摸按鍵
18、內(nèi)置萬年歷及時(shí)鐘，掉電保護(hù)
19、適用應(yīng)變片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%
20、調(diào)零平衡范圍：80%×應(yīng)變測(cè)量范圍
21、儀表使用溫度：-20℃～+60℃，相對(duì)濕度：(10～85)%RH
22、儀表存儲(chǔ)溫度：-40℃～+80℃，相對(duì)濕度：(10～85)%RH
23、外形尺寸(長×寬×高)：407×245×145 （mm3）
靜動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀
]除了可測(cè)靜態(tài)應(yīng)變外，還可測(cè)量較低頻的動(dòng)態(tài)應(yīng)變，可自動(dòng)測(cè)量、顯示、記錄多點(diǎn)應(yīng)力、應(yīng)變變化。采集系統(tǒng)具體特點(diǎn)如下： 1、內(nèi)置4個(gè)應(yīng)變板卡，每個(gè)板卡上集成8路高速、高精度、并行、同步應(yīng)變測(cè)試單元，整機(jī)相當(dāng)于32臺(tái)高速動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀集成
在一塊主板上
2、32路應(yīng)變同步誤差<0.1μs
3、每個(gè)應(yīng)變測(cè)試單元包括：調(diào)理放大、濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊
4、RS485接口：波特率最高可達(dá)115200bit/s，巡檢速度：25圈/s(32路)
5、USB接口：最高巡檢速度：1000圈/s(32路) 、1200圈/s(24路)、2400圈/s(16路) 、4800圈/s(8路)
6、應(yīng)變采樣巡檢速度可設(shè)置：4800圈/s、2400圈/s、1200圈/s、600圈/s、300圈/s、100圈/s、50圈/s、10圈/s
7、可接全橋、半橋、單臂，具有5種應(yīng)變計(jì)算方法，多種接橋方式可同時(shí)工作
8、可多個(gè)采集箱級(jí)聯(lián)使用，增加通道數(shù); 可外部連接同步按鈕
9、每路通道量程：0～±99999με
10、每路通道測(cè)差靜態(tài)基本誤差：±0.1με 、動(dòng)態(tài)基本誤差最大：±0.5με
11、每路通道應(yīng)變分辨率：0.1με
12、含一套動(dòng)、靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試軟件，，可記錄并回放各通道的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值及曲線。
動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀
1、4路獨(dú)立應(yīng)變采集通道，對(duì)應(yīng)4個(gè)獨(dú)立電橋
2、4路應(yīng)變同步誤差<0.1μs
3、每個(gè)應(yīng)變測(cè)試單元包括：調(diào)理放大、濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、通訊
4、測(cè)試結(jié)果輸出速度：400Hz@4ch、1kHz@3ch、2kHz@1ch
5、接口：RS422、RS232、Ethernet、Wi-Fi
6、可接全橋、1/2橋、1/4橋，具有3種應(yīng)變計(jì)算方法
7、調(diào)零平衡范圍：80%×應(yīng)變測(cè)量范圍
8、量程：0～±60000με
9、測(cè)量基本誤差：0.01%×測(cè)量值±0.1με
10、應(yīng)變分辨率：0.1με
11、應(yīng)變片靈敏度可設(shè)置，并存在儀器內(nèi)部
12、溫漂：±0.15με/℃ typ
13、時(shí)漂：≤0.1με/4h 可長期監(jiān)測(cè)應(yīng)變
14、應(yīng)變檢測(cè)非線性：≤0.002%
15、可長導(dǎo)線補(bǔ)償，去除導(dǎo)線電阻引起的系統(tǒng)誤差
16、測(cè)試數(shù)據(jù)也可選擇保存在SD卡上（選配）
17、適用應(yīng)變片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%
18、接口為壓線端子
19、可視通訊距離：≤200m（空曠）
20、鋰電池持續(xù)測(cè)量時(shí)間：8h（選配）
21、天線外置
22、含一套應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試軟件，可記錄并回放各通道的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值及曲線
23、可組成無線網(wǎng)絡(luò)（須增加無線AP）
應(yīng)用
電學(xué)應(yīng)變儀應(yīng)用最廣泛，它采用的電路可以是直流電橋式、交流電橋式或電位計(jì)式，應(yīng)用最多的是交流電橋式電路并帶有載波放大器的形式。采用交流電橋電路的應(yīng)變儀由電橋、放大器、相敏檢波器、濾波器、振蕩器和電源部分組成。
①電橋：將應(yīng)變計(jì)的電阻變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，以便放大器放大。通常電橋由正弦振蕩器供電，其頻率為500赫～50千赫，較低頻率的被測(cè)應(yīng)變信號(hào)對(duì)較高的頻率的電橋電壓進(jìn)行調(diào)幅，輸出一個(gè)窄頻帶的調(diào)幅波信號(hào)。
②放大器：對(duì)電橋輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行不失真的放大，并以足夠的功率去 推動(dòng)指示器和記錄器。為提高放大器的穩(wěn)定性，一般采用交流載波放大器，直流放大器僅用于超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。
③相敏檢波器：將放大后的調(diào)幅波還原為被測(cè)應(yīng)變信號(hào)波形，同時(shí)反映被測(cè)應(yīng)變信號(hào)的方向，通常采用環(huán)形相敏檢波器。
④濾波器：濾除相敏檢波器輸出信號(hào)中的高次諧波分量，以獲得理想的輸出波形。
⑤振蕩器：產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的振蕩電壓，作為電橋供電電壓和相敏檢波器的參考電壓。電學(xué)應(yīng)變儀靈敏度高、穩(wěn)定性好。它所配用的應(yīng)變計(jì)體積小，微型箔式應(yīng)變計(jì)能測(cè)量工程上被看作一個(gè)“點(diǎn)”的小范圍應(yīng)變。
參考資料 >