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什么是应变计?用途、测量原理、优点、计算公式及使用示例说明

什么是应变计?
什么是应变?

应变是衡量物体在受力时其形状或体积发生改变程度的量度。

应变计的原理及其测量机制

本节将介绍用于测量应变的应变计的测量原理与机制,并将其与一种类似用途的工具压力测量胶片进行比较。

什么是应变计?

应变计是利用应变原理制造出来的。

当对金属施加一定的力使其膨胀或收缩时,其电阻会随之发生变化。
应变计通过读取该电阻值并将其放大为电信号输出,从而测量应变量。

应变计的用途与作用

应变计安装在测力传感器及其他载荷测量仪器中。
应变计的作用是通过测量应变来测定力;具体做法是将应变计安装在受力会产生应变的组件,也就是“应变发生器”上,测量应变程度并将其转换为电信号。

采用这些应变计的测力传感器,常与用于测量压力胶片“Prescale”配合使用。

应变计的优点

采用应变计的测力传感器可用于测量施加于物体的载荷值,而 Prescale则用于测量表面压力。

应变计算公式

应变可通过以下公式求得。

ΔR(电阻变化)÷ R(初始电阻)= K(应变系数,比例常数)× ε(应变)

应变计的应用

以下是使用带有应变计的测力传感器的几个示例。

辊(压区)载荷值

例如基板制造中的干膜贴合粘接工艺

测力传感器

检查辊筒两端的负载值

Prescale

将Prescale放入辊筒之间,根据显色情况,目测或定量检查压力值、辊筒倾斜度、功率、辊筒状况等。

Nip roller application
堆叠时的载荷值

例如基板或多层陶瓷器件制造中的叠层工艺

测力传感器

检查层压机轴的载荷值。

Prescale

将Prescale放置于层压机与组件之间,根据显色状况,目视或定量检查压合面上的破损、分布情况及异物等。

Stacking application
接触状况

例如半导体制造中利用晶圆键合设备进行的压接工艺

测力传感器

检查压接夹具轴心的载荷值

Prescale

将Prescale放置于待压接材料与夹具之间,根据显色情况,目测或定量检查夹具的平行度、压力分布均匀性及载荷值等。

Contact condition application

例如锂离子电池制造中的外包装材料封口工艺或活化工序

测力传感器

检查热封条或夹具处的载荷值

Prescale

通过在热封条与热封部件之间,或固定夹具与加压部件之间放置Prescale压力测量胶片,可目测或定量检查压条与夹具的平行度、压力分布及载荷数值等状况。

Heat sealing application
Jig press application
使用Prescale解决应变计相关问题
应变计问题

配备应变计的测力传感器可以测量作用于某一点的力(一维),但无法检测作用于表面的压力(二维)。

如果无法测量表面压力值,就无法掌握设备的倾斜状况或整体趋势,这可能会导致产品缺陷。

这时,压力测量胶片“Prescale”便派上了用场。