可测量双侧偏置敏感栅中心横向偏导的横向偏差六敏感栅全桥混合叉指金属应变片的制作方法_2

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敏感栅中心横向偏导的横向偏差六敏感栅全桥混合叉指 金属应变片俯视图。
[0034] 图3是测量电桥示意图。
【具体实施方式】
[0035] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0036] 参照图1~图3, 一种可测量双侧偏置敏感栅中心横向偏导的横向偏差六敏感栅 全桥混合叉指金属应变片,包括基底,所述金属应变片还包括六个敏感栅,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六个敏感栅;
[0037] 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;
[0038] 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 述六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;
[0039] 六个敏感栅中心在轴向上无偏差,在横向上存在部分偏差;各敏感栅按敏感栅中 心位置的顺序,沿横向从上至下,首先是上三敏感栅和上一敏感栅,然后是中甲敏感栅和中 乙敏感栅,最后是下一敏感栅和下三敏感栅;上三敏感栅中心和上一敏感栅中心之间距离 为0,上三敏感栅中心与中甲敏感栅中心之间距离为A yi,中甲敏感栅中心与中乙敏感栅中 心的距离为〇,中甲敏感栅中心与下一敏感栅中心之间距离也为A yi,下一敏感栅中心与下 三敏感栅中心之间距离为〇,各敏感段轴线所确定平面上,上三敏感栅、上一敏感栅、中甲敏 感栅和中乙敏感栅之间互呈叉指布置,下一敏感栅、下三敏感栅、中甲敏感栅和中乙敏感栅 之间互呈叉指布置;
[0040] 上三敏感栅、上一敏感栅、中甲敏感栅、中乙敏感栅、下一敏感栅和下三敏感栅的 敏感段总电阻呈3 :1 :4 :4 :1 :3的比例关系,上三敏感栅、上一敏感栅、中甲敏感栅、中乙敏 感栅、下一敏感栅和下三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3 : 1 :4 :4 :1 :3的比例关系。
[0041] 据此,串联上三敏感栅和下一敏感栅、中甲敏感栅、串联上一敏感栅和下三敏感 栅、中乙敏感栅正好构成测量电桥的四个桥臂。
[0042] 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,所述上三敏感栅、上一敏感 栅、中甲敏感栅、中乙敏感栅、下一敏感栅和下三敏感栅的敏感段总长度呈3 :1 :4 :4 :1 :3 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。
[0043] 更进一步,上三敏感栅、上一敏感栅、下一敏感栅和下三敏感栅互呈叉指布置,当 然,也可以呈非叉指布置;所述叉指布置是指:两敏感栅的各敏感段轴线所在平面上,在与 敏感段轴线垂直方向上两敏感栅的敏感段错落分布,对在该方向上两敏感栅之敏感段分别 出现的次序和次数不做限制。
[0044] 本实施例的可测量双侧偏置敏感栅中心横向偏导的横向偏差六敏感栅全桥混合 叉指金属应变片,包括基底1,所述金属应变片还包括六个敏感栅,每个敏感栅的两端分别 连接一根引脚,所述基底1上固定所述六个敏感栅。
[0045] 基底1之上可固定上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一 敏感栅6和下三敏感栅7,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上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下 一敏感栅6和下三敏感栅7。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。
[0046] 盖片用纸或者胶等材料制成,覆盖于上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、 中乙敏感栅5、下一敏感栅6、下三敏感栅7和基底1上,起防潮、防蚀、防损等作用的保护 层。
[0047] 引脚8用于连接敏感栅和测量电路,上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中 乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7各有两个引脚8,对与箱式和膜式应变片,引脚8 与其所连接的上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下 三敏感栅7联为一体。上三敏感栅2的两个引脚为8-1和8-2,上一敏感栅3的两个引脚 为8-3和8-4,中甲敏感栅4的两个引脚为8-5和8-6,中乙敏感栅5的两个引脚为8-7和 8-8,下一敏感栅6的两个引脚为8-9和8-10,下三敏感栅7的两个引脚为8-11和8-12。
[0048] 上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏 感栅7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 种上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7 的厚度均很小,使得上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅 6和下三敏感栅7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 上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7之 间的配合,有如下要点:
[0049] 第一,在基底上布置六个敏感栅,分别称为上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感 栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7。
[0050] 第二,上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和 下三敏感栅7均可分为敏感段9和过渡段10,各过渡段10将各敏感段9连接形成敏感栅。 比较而言,敏感段9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10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〇,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9和过渡段10。
[0051 ] 第三,每个敏感栅的敏感段9呈细长条状,每个敏感段9的所有横截面形心构成敏 感段轴线,该敏感段9轴线为一条直线段,各敏感段9的轴线平行并且位于同一平面中。每 个敏感段9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。
[0052] 第四,上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和 下三敏感栅7的敏感段9总长度呈3 :1 :4 :4 :1 :3的比例关系,上三敏感栅2、上一敏感栅 3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7的敏感段9总电阻呈3 :1 :4 : 4 :1 :3的比例关系,上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6 和下三敏感栅7的敏感段9在相同的应变下敏感段的总电阻变化值也呈3 :1 :4 :4 :1 :3的 比例关系。据此,串联上三敏感栅2和下一敏感栅6、中甲敏感栅4、串联上一敏感栅3和下 三敏感栅7、中乙敏感栅5正好构成测量电桥的四个桥臂。
[0053] 第五,俯视上三敏感栅2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅 6和下三敏感栅7,它们均具有对称轴且对称轴重合(图2中的y轴),上三敏感栅2、上一 敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7各自的敏感段9全都 与该对称轴垂直,并且各敏感栅的敏感段9均关于此轴对称分布。因此,可以说上三敏感栅 2、上一敏感栅3、中甲敏感栅4、中乙敏感栅5、下一敏感栅6和下三敏感栅7中心位置均在 y轴上,它们的中心在轴向上无偏差,在横向上存在部分偏差。根据图2中应变片的俯视图, 上三敏感栅2和上一敏感栅3的敏感段9有轴向对称轴X u,上三敏感栅2和上一敏感栅3 的中心在y轴与的交点,中甲敏感栅4和中乙敏感栅5的敏感段9有轴向对称轴X,中 甲敏感栅4和中乙敏感栅5的中心在y轴与X轴的交点,下一敏感栅6和下三敏感栅7的 敏感段9有轴向对称轴&,下一敏感栅6和下三敏感栅7的中心在y轴与&轴的交点。
[0054] 第六,上三敏感栅2的中心和上一敏感栅3的中心之间距离为0,上三敏感栅2的 中心与中甲敏感栅4的中心之间距离为Ay 1,中甲敏感栅4的中心与中乙敏感栅5的中心 的距离为0,中甲敏感栅4的中心与下一敏感栅
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