可测量双侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片的制作方法_2

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上。当然,也可以为其他的布置方式。
[0033] 本发明的有益效果主要表现在:通过对中敏感栅分时复用,可几乎同时检测左七 敏感栅中心左外侧一处和右七敏感栅中心右外侧一处的轴向一阶偏导,其中左七敏感栅中 心左外侧处横向上与左七敏感栅中心无偏差,轴向上该处与左七敏感栅中心的间距等于右 五敏感栅中心与左七敏感栅中心的间距;右七敏感栅中心右外侧处横向上与右七敏感栅中 心无偏差,轴向上该处与右七敏感栅中心的间距等于左五敏感栅中心与右七敏感栅中心的 间距。因此本发明可测量工件角落、边缘等对应变片有尺寸限制部位或者其他不宜布置应 变片位置的轴向一阶偏导。
【附图说明】
[0034] 图1是可测量双侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片的示意 图。
[0035] 图2是可测量双侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片俯视图。
[0036] 图3是测量电桥示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0038] 参照图1~图3,一种可测量双侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属 应变片,包括基底,所述金属应变片还包括五个敏感栅,每个敏感栅的两端分别连接一根引 脚,所述基底上固定所述五个敏感栅;
[0039] 每一敏感栅包括敏感段和过渡段,所述敏感段的两端为过渡段,所述敏感段呈细 长条形,所述过渡段呈粗短形,所述敏感段的电阻远大于所述过渡段的电阻,相同应变状态 下所述敏感段的电阻变化值远大于所述过渡段的电阻变化值,所述过渡段的电阻变化值接 近于〇;
[0040] 每个敏感段的所有横截面形心构成敏感段轴线,该敏感段轴线为一条直线段,所 述五个敏感栅中各敏感段的轴线平行并且位于同一平面中,敏感段轴线所确定平面内,沿 所述敏感段轴线方向即轴向,与轴向垂直的方向为横向;每个敏感段上存在其两侧电阻值 相等的一个横截面,取该截面形心位置并以该敏感段电阻值为名义质量构成所在敏感段的 名义质点,各个敏感段的名义质点共同形成的质心位置为敏感栅的中心;
[0041] 五个敏感栅中心在横向上无偏差,在轴向上部分存在偏差;五个敏感栅按敏感栅 中心位置的顺序,沿轴向从左至右,首先是左七敏感栅和左五敏感栅,然后是中敏感栅,最 后是右五敏感栅和右七敏感栅;左七敏感栅中心与左五敏感栅中心之间距离为〇,左七敏 感栅中心与中敏感栅中心的距离为ΔΧι,中敏感栅中心与右七敏感栅中心的距离为ΔΧι, 右七敏感栅中心与右五敏感栅中心之间距离为〇 ;
[0042] 各敏感段轴线所确定平面上,左七敏感栅与左五敏感栅之间呈叉指布置,右七敏 感栅与右五敏感栅之间呈叉指布置;左七敏感栅、左五敏感栅、中敏感栅、右五敏感栅和右 七敏感栅的敏感段总电阻呈7 :5 :12 :5 :7的比例关系,左七敏感栅、左五敏感栅、中敏感 栅、右五敏感栅和右七敏感栅的敏感段在相同的应变下敏感段的总电阻变化值也呈7 :5 : 12 :5 :7的比例关系。
[0043] 进一步,每个敏感段的所有横截面形状尺寸一致,取每个敏感段的轴线中点位置 并以该敏感段电阻值为名义质量构成所在敏感段的名义质点,所述左七敏感栅、左五敏感 栅、中敏感栅、右五敏感栅和右七敏感栅的敏感段总长度呈7 :5 :12 :5 :7的比例关系。该方 案为一种可以选择的方案,名义质点的位置只要符合其两侧电阻值相等的横截面形心位置 即可,也可以是其他位置。
[0044] 更进一步,左七敏感栅的两个引脚均位于该敏感栅的右侧,而右七敏感栅的两个 引脚均位于该敏感栅的左侧。目的是减小左七敏感栅中心到应变片左侧边缘的距离以及右 七敏感栅中心到应变片右侧边缘的距离。
[0045] 本实施例的可测量双侧片外轴向偏导的轴向分布五敏感栅边叉指金属应变片,包 括基底1,所述金属应变片还包括五个敏感栅,每个敏感栅的两端分别连接一根引脚,所述 基底1上固定所述五个敏感栅。
[0046] 基底1之上可固定左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七 敏感栅6,用于保持各敏感栅固定的形状、位置和尺寸;基底1很薄,从而将试件表面的应变 准确地传递到左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6。基 底1可以是胶膜基底、玻璃纤维基底、石棉基底、金属基底和临时基底。通常用黏结、焊接、 陶瓷喷涂等方式将基底固定于测试件的被测部位。基底1上还可印有一些用于应变片定位 的线条。
[0047] 盖片用纸或者胶等材料制成,覆盖于左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右 五敏感栅5、右七敏感栅6和基底1上,起防潮、防蚀、防损等作用的保护层。
[0048] 引脚7用于连接敏感栅和测量电路,左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右 五敏感栅5和右七敏感栅6各有两个引脚7,对与箱式和膜式应变片,引脚7与其所连接的 左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6联为一体。左七敏 感栅2的两个引脚为7-1和7-2,左五敏感栅3的两个引脚为7-3和7-4,中敏感栅4的两 个引脚为7-5和7-6,右五敏感栅5的两个引脚为7-7和7-8,右七敏感栅6的两个引脚为 7-9和7-10。引脚7-1和7-2均位于左七敏感栅2的右侧,目的是减小左七敏感栅2到应 变片左侧边缘的距离;引脚7-9和7-10均位于右七敏感栅6的左侧,目的是减小右七敏感 栅6到应变片右侧边缘的距离。
[0049] 左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6按照其金 属敏感材料和加工工艺的不同,可以为丝式、箱式、薄膜式、厚膜式。无论何种左七敏感栅2、 左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6的厚度均很小,使得左七敏感栅2、 左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6的轴向长度随其所依附工件的形 变而变化。本发明基本的关键之处在于左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感 栅5和右七敏感栅6之间的配合,有如下要点:
[0050] 第一,在基底上布置五个敏感栅,分别称为左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅 4、右五敏感栅5和右七敏感栅6。
[0051] 第二,左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6均可 分为多个敏感段8和多个过渡段9,各过渡段9将各敏感段8连接形成敏感栅。比较而言, 敏感段8呈细长形,电阻较大并且其阻值对应变较为敏感;所述过渡段9基本呈粗短形,使 得所述过渡段的电阻很小并且对应变不敏感,工作状态下电阻变化接近于0,因此敏感段电 阻的总和基本为单个敏感栅的总电阻。图2从更清晰的角度更详细地标出了敏感段8和过 渡段9。
[0052] 第三,每个敏感栅的敏感段8呈细长条状,每个敏感段8的所有横截面形心构成敏 感段轴线,该敏感段8轴线为一条直线段,各敏感段8的轴线平行并且位于同一平面中。每 个敏感段8的所有横截面沿敏感段轴线方向的投影形状一致。取每个敏感段的轴线中点位 置并以该敏感段电阻值为名义质量构成所在敏感段的名义质点,各个敏感段的名义质点共 同形成的质心位置为敏感栅的中心。
[0053] 第四,左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6的敏 感段总长度呈7 :5:12 :5 :7的比例关系,左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感 栅5和右七敏感栅6的敏感段总电阻呈7 :5 :12 :5 :7的比例关系,左七敏感栅2、左五敏感 栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6的敏感段在相同的应变下敏感段的总电阻 变化值也呈7 :5 :12 :5 :7的比例关系。
[0054] 第五,俯视左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅 6,它们均具有对称轴且对称轴重合(图2中的X轴),左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感 栅4、右五敏感栅5和右七敏感栅6各自的敏感段8全都与该对称轴平行,各敏感栅的敏感 段8均关于此轴对称分布。因此,可以说左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅4、右五敏感 栅5和右七敏感栅6同轴,即检测同方向的应变并且左七敏感栅2、左五敏感栅3、中敏感栅 4、右五敏感栅5和右七敏感栅6的中心位置均在X轴上,它们的中心无横向偏差,部分有轴 向偏差。根据图2中应变片的俯视图,左七敏感栅2的敏感段8有横向对称轴左七敏感 栅2的中心在X轴与^轴的交点,左五敏感栅3的敏感段8有横向对称轴左五敏感栅2 的中心在X轴与^轴的交点,中敏感栅4的敏感段8有横向对称轴yM,中敏感栅3的中心 在X轴与yM轴的交点,右五敏感栅5的敏感段8有横向对称轴yR,右五敏感栅5的中心在X 轴与yji的交点,右七敏感栅6的敏感段8有横向对称轴yR,右五敏感栅6的中心在X轴 与yR轴的交点。
[0055] 第六,左七敏感栅中心与左五敏感栅中心之间距离为0,左七敏感栅中心与中敏感 栅中心的距离为ΔΧι,中敏感栅中心与右七敏感栅中心的距离也为ΔΧι
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