1.6 应变片的技术解说

金属电阻伸缩后，其电阻值会发生变化。
应变片为利用该原理在约厚5μm的金属电阻上印刷如上图所示的图形后再经蚀刻加工的产品。应变ε为ΔL除以L后的值，定义为式(1)。
此外，在与应变同时发生变化的电阻值R之间，式(2)成立。

K称为应变率，为表示应变片灵敏度的比例常数。该应变率因金属电阻的材料而异，广泛用于应变片的康铜(铜镍合金)一般以2表示。

应变片已与被测量物体粘接时，应变片金属电阻的线性膨胀系数(λg＝15.5×10－6/℃)与被测量物体线性膨胀系数(例：铝合金λa＝23×10－6/℃)之间存在差值，因温度变化导致表观应变。铝合金时，23-15.5=7.5×10－6/℃，因此，10℃时存在无法忽略的较大误差(75×10-6)。自动温度补偿的原理为使该误差与生成应变片的金属电阻的温度系数抵消。此时，表观应变以式(3)表示。

本公司的应变片已调整在±1.8×10-6/℃的误差范围内，如右图所示，适用温度范围较大(最高200 ℃)。

最简易的方法，在电桥的一侧装入应变片。此处，应变片导线(r1、r2)位于电桥中，应变片导线较长，温度发生变化时会产生无法忽略的较大的表观应变。下图为7/0.12的导线(10 m)的表观应变。

同样地，在电桥的一侧装入应变片，应变片导线的一侧与相邻一侧接触，电桥中的r2与r3抵消，不会因应变片导线的温度变化而产生表观应变。（请参照下图）

导线产生的表观应变

各应变片已根据被测量材料的线性膨胀系数进行自动温度补偿，在电桥的相邻一侧使用应变片后，可进一步减小因温度变化而产生的表观应变。此外，使2片应变片承受异号的应变后，如式(5)所示，最大可输出单片法的2倍。

单片法

右图中圆棒的应力σ可通过下式算出。

双片法

如右图所示，添加B应变片后，应变量会增加，增加量为泊松比。因此，可根据A、B应变片的总应变ε，通过下式算出应力σ。

单片法

与拉伸压缩应力相同，可根据右图中悬臂梁的A应变片的应变ε，通过下式算出应变片粘贴部分应力σ。

双片法

使用A、B后，应变量为2倍。 因此，可根据应变ε，通过下式算出应变片粘贴部分应力σ。

此外，计算后可通过下式算出弯曲应力。

具有代表性的弯矩和截面系数如下所示。

应变计无应变率调整功能，与应变片的标签上标示的应变率不同时，请通过右式进行补偿。

应变片的导线较长时，其电阻值包含在惠斯通电桥内，应变率下降。请通过右式进行补偿。本公司带乙烯线的应变片已在其标签上标示带乙烯线的应变率。