KYOWA 共和的 KFGS - 20 - 120 - C1 通用箔式应变片和同系列其他应变片一样,核心工作原理是基于金属的电阻应变效应,搭配自身结构设计与配套电路,把被测构件的机械形变精准转化为可测量的电信号,以下是具体的工作过程与辅助保障机制:
形变同步传递
该应变片的基底采用聚酰胺材质,使用专用粘合剂(如 CC - 33A、EP - 340 等)可将其紧密贴合在被测构件表面。当被测构件因受力产生拉伸或压缩等机械形变时,这种形变会通过固化后的粘合剂层传递给聚酰胺基底,再由基底完整传递至核心的敏感栅。其敏感栅尺寸为 20×5mm,较大的栅体能够更稳定地承接构件传递来的形变,减少局部形变传递不均的问题。
电阻随形变规律变化
这款应变片的敏感栅采用 Cu - Ni 系合金箔制成,而金属导体具有电阻应变效应,即导体形变时其电阻会随之规律改变。依据电阻公式 R=ρL/S(ρ 为电阻率、L 为长度、S 为横截面积),当敏感栅随构件被拉伸时,长度 L 增加且横截面积 S 减小,电阻值随之增大;当受到压缩时,长度 L 缩短且横截面积 S 增大,电阻值则相应减小。并且其电阻变化量 ΔR 与构件应变 ε 呈稳定线性关系,遵循公式 ΔR/R₀=K×ε(R₀为应变片初始标称电阻 120Ω,K 为应变灵敏度系数,该类 Cu - Ni 合金箔的 K 值约为 2.1)。
电信号转换与放大
应变片产生的电阻变化量属于毫欧级的微小信号,无法直接读取。实际应用中需将其接入惠斯通电桥电路,该电路能把微小的电阻变化转化为微弱的电压信号。同时它可搭配 KYOWA 专用信号放大器或常规应变仪,将微弱电压信号放大到可采集范围,还能过滤环境电磁等噪声,避免信号传输过程中的失真问题。
数据输出与结果推导
经过放大后的稳定电压信号,会传输至数据采集系统或数据分析软件。系统依据预设的初始电阻、灵敏度系数等参数,反向换算出对应的应变值并显示、记录。工作人员通过这些数据,就能间接得知被测构件所承受的力、压力、扭矩等物理量,完成对构件力学状态的监测。
温度补偿保障测量精度
工业环境温度波动易造成虚假应变,该应变片内置了温度自补偿机制。其 10 - 100℃的自动温度补偿范围,可匹配线膨胀系数为 5、11、16、23、27×10-6/℃的多种常见构件基材。当温度变化时,敏感栅的热胀冷缩量与被测构件保持同步,抵消温度带来的误差,再配合适配的粘合剂和导线,能进一步拓宽耐温范围,确保复杂温度工况下的测量准确性。