strain gauge 一般也稱電阻應變儀。有線應變儀、箔應變儀、半導體應變儀等。隨著變形會發生電阻值變化的應變片按規定方向貼在試件表面，由於試件表面應變造成應變片的電阻值變化。人們用高靈敏度檢流計測出電阻值的變化。並用此推得應變值的大小變化。應變儀廣泛套用於材料的力學性能檢測中，例如測定材料拉伸模量，就是用所加負荷和同時由貼在試件表面的應變片測出的應變值經計算而得。
基本介紹
- 中文名：應變儀
- 外文名：strain gauge
- 也稱：電阻應變儀
- 分類：箔應變儀、半導體應變儀等
簡介,種類,靜態應變儀,靜動態應變儀,動態應變儀,套用,
簡介
測量機械零件、構件或試樣應變的儀器。在實驗應力分析以及靜力強度和動力強度的研究中，應變儀用來測量材料和結構的靜、動態拉伸及壓縮應變，也可測量材料和結構上任意點的應變。在機械工業中，它可用於測量透平葉片、鍋爐結構或內燃機氣缸的應力等。應變儀上如果配有相應的感測器，還可以測量力、質量、壓力、位移、扭矩、振動、速度和加速度等物理量及其動態變化過程，也可用作非破壞性的應變測量和檢查。
種類
應變儀的種類很多，按測量原理可分為機械式應變儀(槓桿式、伸縮式、劃痕式等)、 機械-光學式應變儀、光學應變儀、聲學應變儀和電學應變儀（電阻式、電容式、電感式、電壓式等）。
應變儀按頻率回響範圍可分為靜態應變儀、靜動態應變儀、動態應變儀和超動態應變儀。其中靜態電阻應變儀和動態電阻應變儀套用較多。靜態電阻應變儀用電學方法測量不隨時間變化或變化極為緩慢的靜態應變。它由測量電橋、放大器、顯示儀表和讀數機構等組成。貼在被測構件上的電阻應變計接於測量電橋上。構件受載變形時，測量電橋有電壓輸出，經放大器放大後由顯示儀表指示出相應的應變值。靜態電阻應變儀每次只能測出一個點的應變。進行多點測量時可配以預調平衡箱。所有測點的應變計均預先接在平衡箱各點上，然後靠開關逐點轉換接入應變儀。動態電阻應變儀套用於測量隨時間變化的動態應變,其工作頻率一般在5千赫以下。它由測量電橋、放大器和濾波器等組成。為了同時測量多個動態應變的信號,應變儀一般有多個通道,每個通道測量一個動態應變信號。動態應變是隨時間而變化的，須將應變的動態過程記錄下來，因此動態應變儀要與記錄器配套使用，記錄結果可直接反映被測應變信號的大小和變化。一般動態電阻應變儀的輸出為電流信號，常配以光線示波器作為記錄器，也可配用磁帶機作為記錄器。
目前隨著電子技術的發展，市場上出現了數字式應變儀，並發展成可列印記錄，可進行多點應變快速測量。現在又發展了數據採集裝置和系統。它由計算機進行操作，可進行實時數據採集、傳送、儲存和處理。綜上所述其市場的應變儀分為以下幾種：
靜態應變儀
主要用於靜態應變或靜力實驗中有關力學量的測量。靜態應變儀特點：1、量程：0～±99999με
2、應變解析度：0.1με
3、時漂：0.3με/4h
4、非線性：0.01%
5、採樣頻率：10Hz
6、應變測量誤差：≤ 0.01%×測量值±0.2με
7、內置印表機，可任意列印各通道的通道號、應變值及當前時刻
8、可接1/4 橋,所有通道共用一個補償片
9、人性化機箱，鍵盤及顯示器與儀器底面成120°
10、每個通道,手動軟體清零，無需預調平衡箱
11、交直兩用、便攜（直流時須配蓄電池）
12、大液晶6位數字顯示
13、可直接連線PC機（不能與印表機同時工作。可選配相關應變、應力測試記錄軟體）
14、可存儲400條測試記錄
15、針對各種應變片，可靈活設定其靈敏度係數
16、適於各種材質，泊松比可設定
17、長壽命觸摸按鍵
18、內置萬年曆及時鐘，掉電保護
19、適用應變片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%
20、調零平衡範圍：80%×應變測量範圍
21、儀表使用溫度：-20℃～+60℃，相對濕度：(10～85)%RH
22、儀表存儲溫度：-40℃～+80℃，相對濕度：(10～85)%RH
23、外形尺寸(長×寬×高)：407×245×145 （mm3）
靜動態應變儀
]除了可測靜態應變外，還可測量較低頻的動態應變，可自動測量、顯示、記錄多點應力、應變變化。採集系統具體特點如下：1、內置4個應變板卡，每個板卡上集成8路高速、高精度、並行、同步應變測試單元，整機相當於32台高速動態應變儀集成
靜動態應變儀
靜動態應變儀在一塊主機板上
2、32路應變同步誤差<0.1μs
3、每個應變測試單元包括：調理放大、濾波、數模轉換、數據處理、通訊
4、RS485接口：波特率最高可達115200bit/s，巡檢速度：25圈/s(32路)
5、USB接口：最高巡檢速度：1000圈/s(32路) 、1200圈/s(24路)、2400圈/s(16路) 、4800圈/s(8路)
6、應變採樣巡檢速度可設定：4800圈/s、2400圈/s、1200圈/s、600圈/s、300圈/s、100圈/s、50圈/s、10圈/s
7、可接全橋、半橋、單臂，具有5種應變計算方法，多種接橋方式可同時工作
8、可多個採集箱級聯使用，增加通道數; 可外部連線同步按鈕
9、每路通道量程：0～±99999με
10、每路通道測差靜態基本誤差：±0.1με 、動態基本誤差最大：±0.5με
11、每路通道應變解析度：0.1με
12、含一套動、靜態應力應變測試軟體，，可記錄並回放各通道的應力應變數值及曲線。
動態應變儀
1、4路獨立應變採集通道，對應4個獨立電橋
2、4路應變同步誤差<0.1μs
3、每個應變測試單元包括：調理放大、濾波、數模轉換、數據處理、通訊
4、測試結果輸出速度：400Hz@4ch、1kHz@3ch、2kHz@1ch
5、接口：RS422、RS232、Ethernet、Wi-Fi
6、可接全橋、1/2橋、1/4橋，具有3種應變計算方法
7、調零平衡範圍：80%×應變測量範圍
8、量程：0～±60000με
9、測量基本誤差：0.01%×測量值±0.1με
10、應變解析度：0.1με
11、應變片靈敏度可設定，並存在儀器內部
12、溫漂：±0.15με/℃ typ
13、時漂：≤0.1με/4h 可長期監測應變
14、應變檢測非線性：≤0.002%
15、可長導線補償,去除導線電阻引起的系統誤差
16、測試數據也可選擇保存在SD卡上（選配）
17、適用應變片阻值：120Ω±2%、350Ω±2%、1000Ω±2%
18、接口為壓線端子
19、可視通訊距離：≤200m（空曠）
20、鋰電池持續測量時間：8h（選配）
21、天線外置
22、含一套應力應變測試軟體，可記錄並回放各通道的應力應變數值及曲線
23、可組成無線網路（須增加無線AP）
套用
電學應變儀套用最廣泛，它採用的電路可以是直流電橋式、交流電橋式或電位計式，套用最多的是交流電橋式電路並帶有載波放大器的形式。採用交流電橋電路的應變儀由電橋、放大器、相敏檢波器、濾波器、振盪器和電源部分組成。
①電橋：將應變計的電阻變化轉換成電壓或電流信號,以便放大器放大。通常電橋由正弦振盪器供電,其頻率為500赫～50千赫,較低頻率的被測應變信號對較高的頻率的電橋電壓進行調幅，輸出一個窄頻帶的調幅波信號。
②放大器：對電橋輸出的微弱信號進行不失真的放大，並以足夠的功率去推動指示器和記錄器。為提高放大器的穩定性，一般採用交流載波放大器，直流放大器僅用於超動態應變儀。
應變儀
應變儀③相敏檢波器：將放大後的調幅波還原為被測應變信號波形，同時反映被測應變信號的方向，通常採用環形相敏檢波器。
④濾波器：濾除相敏檢波器輸出信號中的高次諧波分量，以獲得理想的輸出波形。
⑤振盪器：產生一個穩定的振盪電壓，作為電橋供電電壓和相敏檢波器的參考電壓。電學應變儀靈敏度高、穩定性好。它所配用的應變計體積小，微型箔式應變計能測量工程上被看作一個“點”的小範圍應變。
