实验4电阻应变片的粘贴技术

实验 电阻应变片的粘贴技术

应力测量是结构试验中很主要的测量内容，一般均采用电阻应变法测量应变而求得。 电阻应变法精度高，灵敏度高并可远距离、多点测量及快速数据采集处理等优点。另外，用电阻应变片作为转换元件加上一些弹性元件能制作各种电阻应变式传感器来测定结构试验中各种物理量的变化。

要达到预期的测量目的或试验的成功，必须掌握电阻应变片的粘贴技术与电阻应变仪的正确作用。

一、实验目的

学习并掌握常温电阻应变片的粘贴技术。

在结构上粘贴应变片，测量该位置的应变应力值，并与理论值比较。

二、设备及耗材

1．电阻应变片，接线端子

2．数字万用电表，测量导线

3．悬臂梁、砝码、温度补偿块等

4：砂布、丙酮、药棉等清洗器材

5，502胶、防潮剂、玻璃纸及胶带

6，划针、镊子、电烙铁、剪刀等

7，静态电阻应变仪

三、电阻应变片简介

电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状，并用胶水粘贴固定在两层绝缘薄片中制成，如图2—1所示。栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。应变片的基本参数有灵敏系数K、初始电阻值R、标距L和宽度B。

实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变处。当该部位沿应变 片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。实验证明，在一定范围内应变片的电阻变化率AR与该处构件的长度变化△L成正比，即

其中 R——应变片的初始电阻值；

△R——应变片电阻变化值；

△R/R=K·△L/L

K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。由制造厂家抽 样标定给出的，一般K值在2．0左右。

由于构件的变形是通过应变片的电阻变化来测定，因此，应变测试中，应变片的

粘贴是极为重要的一个技术环节。应变片的粘贴质量直接影响测试数据的稳定性和测试结果的准确性。在建筑结构试验中要求认真掌握应变片粘贴技术。应变片粘贴过程有应变片的筛选、测点表面处理与测点定位、应变片粘贴固化、导线焊接与固定和应变片粘贴质量检查等。

四、实验方法和步骤

1．应变片的筛选

应变片的外观检查，要求其基底、覆盖层无破损折曲；敏感栅平直、排列整齐；无锈斑、霉点、气泡；引出线焊接牢固。可在放大镜下检查，不致于微小庇病的遗漏。

应变片阻值与绝缘电阻的检查，用万用电表检查应变片的初始电阻值，对于同一测区的应变片阻值之差应小于±0．5欧姆，剔除短路、断路的应变片。

2．测点表面处理和测点定位

为了使应变片牢固地粘贴在构件表面，必须要表面处理。测点表面处理是在测点范围内的试件表面上，用机械方法，粗砂纸打磨，除去氧化层、锈斑、涂层、油圬使其平整光洁。再用细砂纸沿应变片轴线方向成45度角打磨，以保证应变片受力均匀。然后，用脱脂棉球蘸丙酮或酒精沿同一方向清洗贴片处，直至棉球上看不见污迹为止。

对于混凝土试件，要清除表面浮浆及污物，贴片位置应避开空洞或石子，在贴片区涂上防水底层。

构件表面处理的面积应大于电阻应变片的面积。

测点定位，用划针或铅笔在测点处划出纵横中心线，纵线方向应与应变方向一致。

3．应变片粘贴

应变片粘贴，即将电阻应变片准确可靠地粘贴在试件的测点上。分别在构件预贴应变片处及电阻应变片底面涂上一薄层胶水(如502瞬时胶)，将应变片准确地贴在预定的划线部位上，垫上玻璃纸，以防胶水糊在手指上；然后用拇指沿一方向轻轻滚压，挤去多余胶水和胶层的气泡；用手指按住应变片1—2min，待胶水初步固化后，即可松手。粘贴好的应变片应位置准确；胶层薄而均匀，密实而无气泡。对室温固化粘结剂完成上述工序后，即可自然干燥固化，一般时间为1—2do 502胶水粘结时，采用自然干燥固化。有时为促进固化，提高粘结强度，可在贴好的应变片上垫海绵后用重物压住；为了加快胶层硬化速度，可以用紫外线灯光烘烤。

4．导线焊接与固定

导线是将应变片的感受信息传递给测试仪表的过渡线，其一端与应变片的引出线相连线，另一端与测试仪表(如电阻应变仪)相连接。应变片的引出线很细，且引出线与应变片电阻丝的连接强度较低，很易被拉断。所以，导线与应变片之间通过接线端子连接，如图2—2所示。接线端子在粘贴应变片的同时紧挨端子测量导线应变片端头粘贴上，不应有间距。将应变片引出线焊接到接线端子的一端，然后将接线端子的另一端与导线焊接。所有连接必须用锡焊焊接，以保证测试线路导电性能的质量，焊点要小而牢固，防止烧坏应变片或虚焊。引线至测量仪器间的导线规格、长度应一致，排列要整齐，分段固定。导线的固定可采用医用胶布，703胶及橡皮泥等。

5，应变片粘贴质量检查 。

用放大镜观察粘合层是否有气泡，整个应变片是否全部粘贴牢固，有无造成短路、断路等部位。检查应变片粘贴的位置是否正确，其中线是否与测点预定方向重合。用万用电表检查应变片的电阻值，一般粘贴前后不应有大的变化。若发生明显变化，应检查焊点质量或者断线。应变片与试件之间的绝缘电阻应大于200兆欧。

6．应变片的防护处理

为了防止应变片受机械损伤或受外界的水、蒸气等介质的影响，应变片需加以保护。短期防护可用烙铁熔化石蜡复盖应变片区域，长期防护可涂上一层保护胶，如703胶、环氧等。根据试验条件和要求采取相应的防护措施。

注意事项：粘贴应变片时，注意不要被502胶粘住手指或皮肤。若被粘上，可用丙酮泡洗掉。502胶有刺激性气味不宜多闻，切不要溅入眼睛。

五、实验报告

六、思考题

1．简述应变片筛选的原则与原因。

2．简述应变片粘贴的整个操作过程及注意事项。

3．分析实验过程中出现的问题及处理方法。