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KYOWA共和大應變箔式應變片KFEL-2-120-C1的工作原理

KYOWA 共和的 KFEL - 2 - 120 - C1 作為可測 10%-15% 大變形量的箔式應變片,核心工作原理依舊基于金屬電阻應變效應,同時針對大應變測量場景在材料和結構上做了適配優化,能將被測構件的大幅機械形變穩定轉化為可測量的電信號,具體過程如下:
  1. 形變傳遞:適配大幅形變的高效傳導

    該應變片的敏感柵長度僅 2mm,采用層壓構造的基底設計,這種結構既能提升與被測構件的粘合性,還能改善剝離問題。使用時用專用 CC - 36 膠水將其緊密貼合在構件表面,當構件承受載荷產生從彈性域到塑性域的大幅拉伸或壓縮形變時,基底會牢牢承接這一形變并完整傳遞給敏感柵。且其優化的箔金材料延長性強,即便在 15% 的超大應變下,敏感柵也能同步跟隨構件形變,不會輕易發生斷線,保障形變傳遞的連續性。

  2. 電阻轉化:大應變下的穩定線性轉換

    應變片的敏感柵采用改良后的銅鎳合金箔制成,該材料不僅電阻率穩定,還具備適配大應變的物理特性,其應變系數約為 2.1,標稱電阻值為 120Ω。依據電阻應變效應,當敏感柵隨構件拉伸時,自身長度增加且橫截面積縮小,電阻值隨之增大;構件壓縮時,敏感柵長度縮短且橫截面積增大,電阻值隨之減小。并且在 10%-15% 的大應變范圍內,電阻變化量 ΔR 與初始電阻 R?的比值,仍能和構件應變 ε 保持穩定的線性關系,滿足 ΔR/R?=K×ε(K 為應變系數)的核心公式,實現大幅形變到電阻信號的可靠轉換。

  3. 溫度補償:自補償抵消環境誤差

    該型號應變片自帶溫度自補償功能,無需額外搭配補償片。其敏感柵的銅鎳合金經過成分優化,熱膨脹系數可精準匹配常見工業構件。當環境溫度在 - 10℃~80℃的工作范圍內波動時,敏感柵的熱脹冷縮量能與被測構件保持同步,避免因兩者熱膨脹系數差異產生虛假應變。這一設計可有效抑制溫度漂移帶來的測量誤差,確保電阻變化僅由構件的受力形變導致,即便在溫度變化的工況下也能保障大應變測量的精度。

  4. 信號處理:精準檢測與數據輸出

    構件產生大應變時,敏感柵的電阻變化量雖相較于小應變片更大,但仍需借助電路處理才能讀取。實際使用中,將該應變片接入惠斯通電橋電路,電橋會把敏感柵的電阻變化轉化為微弱的電壓信號。隨后通過應變儀對該電壓信號進行放大、濾波等處理,過濾環境干擾信號。最后經數據采集設備將模擬信號轉為數字信號,傳輸至配套軟件,工作人員可通過顯示的應變數據,反向推算出被測構件所承受的應力或載荷大小,完成大應變場景下的測量需求。


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