淺論釬桿上電阻應變片的粘貼方法

【摘 要】在鑿巖機耗氣量、沖擊頻率、工作轉速、扭矩性能測試技術中，電測法是測量方法中常用的方法之一。在電測法中廣泛應用電阻應變片，因為它能準確的測量各種性能參數。對于應變片的正確選取和粘貼方法質量的好壞，將直接影響應變片的性能和測量的準確性，在此將對電阻應變片的粘貼方法進行相關總結和說明。

【關鍵詞】電阻應變片 粘貼方法 電測法

1概述

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

根據波動理論，通過沖擊工具中給定截面的總能量為：

根據上式，沖擊能量可采用適當的瞬態應力記錄手段捕獲測桿中一點的應力歷程，然后平方求積進行確定。

將應變片粘貼到釬桿上，當釬桿發生變形時應變片就會跟隨一起變形，這時應變片中的電阻絲就會因其機械變形而導致電阻絲的電阻發生變化，這就是用電測應變片測量應變的基本原理。

2 應變片的粘貼

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

2.1選擇合適的應變片

在應變測量時，只有正確選擇和粘貼應變片，才能保證測量精度和可靠性，達到預期的測試目的。應變片的選擇，應根據試驗環境、應變性質、應變梯度及測量精度等因素來決定。本次選擇用的應變片阻值為119±0.2歐姆，靈敏度系數為2.099±1.1%，粘結劑為乙基纖維素膠為例。

2.2電阻應變片的安裝

常溫應變片的安裝采用粘貼方法。應變片粘貼操作過程如下：

2.2.1 檢查和分選應變片

應變片粘貼前應對應變片進行外觀檢查和阻值測量。首先檢查應變片表面是否平整、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變片阻值，阻值測量的目的是檢查應變片是否有斷路、短路情況，并按阻值進行分選，以保證使用同一溫度補償片的一組應變片的阻值相差不超過0.5歐姆，這樣在測量時容易調整平整。

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度。接著用浸有丙酮的脫脂棉球擦洗。根據應變片的尺寸，利用鋼板尺、鋼劃針劃出應變片粘貼位置的定位基準線，再用細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地從里往外擦試粘貼表面，擦一次轉換一個側面再擦，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 應變片粘貼

粘結劑不同，應變片粘貼的過程也不同。貼片時要注意分清應變片的正、反面，以氰基丙稀酸酯粘結劑502膠為例，用左手拿鑷子捏住應變片的引線，右手上膠，在應變片基底底面涂上502膠（擠上一小滴502膠即可），立即將應變片底面向下放在被測位置上，并使應變片軸線對準定位線，再墊上塑料薄膜在應變片上，然后用透明膠將塑料薄膜扎緊，用手指沿一個方向柔和滾壓擠出多余的膠，然后手指靜壓1～2分鐘，使應變片與被測件完全粘合后再放開，從應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變片測試性能，過少則粘結不牢不能準確傳遞應變，也影響應變片測試性能。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，產生不絕緣。

2.2.4 固化

貼片時最常用的是氰基丙稀酸酯粘結劑502膠水。用它貼片后，就需要進行干燥處理，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小時即可充分固化，而具有較強的粘結能力。人工干燥可用太陽燈進行加熱干燥，烘烤時應適當注意距離，以防止電阻應變計底基烘焦損壞。

2.2.5 防潮層的制作

電阻應變片在潮濕的環境或混凝土中必須有足夠的絕緣度，一旦應變片受潮，其阻值就會不穩定，從而導致無法準確地測量應變，因此，在應變片粘貼好后，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膠的應變片上進行加熱干燥，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，這樣就保持了應變片的平整以及防潮劑在應變片的均勻分布。防潮劑的固化時間一般需要24小時。

2.2.6 過渡線的焊接與固定

由于電阻應變片的引出線很細，特別是引出線與應變片電阻絲的連接強度很低，極易被拉斷，因此需要進行過渡。過渡線是將電阻應變片的感受信息傳遞給測試儀器的導線，其一端與電阻應變片的引出線相連，另一端與應變儀的導線相連。用電烙鐵將電阻應變片的引出線和過渡線接連在一起。連接點必須用焊錫焊接，以保證測試線路導電性能的質量要求，焊點的大小應均勻，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變片的引線頭部以及過渡線的兩端都接觸上，那么電阻應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，當焊錫融化之后立即將電烙鐵移走，拿過渡線的手此時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，這樣這個焊接過程就完成了。采用相同的方法將其他的幾個過渡線焊接也完成。

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。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變片的頂端開始纏繞將電阻應變片引線和過渡線包扎緊，留有過渡線與導線焊接的接頭不用包扎。

2.2.7 測量導線與過渡線的焊接與固定

為了保證電阻應變片的過渡線在焊點上的絕緣，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。在進行焊接測量導線之前先固定好將要焊接的過渡線和導線，待焊接固定好以后，即可焊接導線。常溫靜態應變測量時，測量導線可采用 0.1～0.3毫米的單絲包銅線。

導線與過渡線之間焊接方法和電阻應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，然后進行焊接。焊接完成之后將導線應在釬桿上沿途用透明膠固定。最后用電工絕緣膠帶將應變片、過渡線以及導線的100mm處進行雙層纏繞固定。具體的電阻應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接好導線的應變片，在正式使用前必須進行質量檢查。除對應變片作外觀檢查外，還應檢查應變片是否粘貼良好、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。粘貼質量的檢查：首先觀察應變片粘貼位置是否正確，粘貼面有無氣泡。用萬用表測量應變片是否有短路或斷路現象，再用兆歐表檢查絕緣電阻應在50兆歐姆以上。

3 電阻應變片的防護

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

綜上所述應變片的粘貼是電測法的重要工序，對于應變片的正確選取和粘貼質量的好壞，將直接影響應變片的性能和測量的準確性，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，本科學歷，研究方向：機電測試。