KYOWA 共和的 KFEL - 2 - 120 - C1 作为可测 10%-15% 大变形量的箔式应变片,核心工作原理依旧基于金属电阻应变效应,同时针对大应变测量场景在材料和结构上做了适配优化,能将被测构件的大幅机械形变稳定转化为可测量的电信号,具体过程如下:
形变传递:适配大幅形变的高效传导
该应变片的敏感栅长度仅 2mm,采用层压构造的基底设计,这种结构既能提升与被测构件的粘合性,还能改善剥离问题。使用时用专用 CC - 36 胶水将其紧密贴合在构件表面,当构件承受载荷产生从弹性域到塑性域的大幅拉伸或压缩形变时,基底会牢牢承接这一形变并完整传递给敏感栅。且其优化的箔金材料延长性强,即便在 15% 的超大应变下,敏感栅也能同步跟随构件形变,不会轻易发生断线,保障形变传递的连续性。
电阻转化:大应变下的稳定线性转换
应变片的敏感栅采用改良后的铜镍合金箔制成,该材料不仅电阻率稳定,还具备适配大应变的物理特性,其应变系数约为 2.1,标称电阻值为 120Ω。依据电阻应变效应,当敏感栅随构件拉伸时,自身长度增加且横截面积缩小,电阻值随之增大;构件压缩时,敏感栅长度缩短且横截面积增大,电阻值随之减小。并且在 10%-15% 的大应变范围内,电阻变化量 ΔR 与初始电阻 R₀的比值,仍能和构件应变 ε 保持稳定的线性关系,满足 ΔR/R₀=K×ε(K 为应变系数)的核心公式,实现大幅形变到电阻信号的可靠转换。
温度补偿:自补偿抵消环境误差
该型号应变片自带温度自补偿功能,无需额外搭配补偿片。其敏感栅的铜镍合金经过成分优化,热膨胀系数可精准匹配常见工业构件。当环境温度在 - 10℃~80℃的工作范围内波动时,敏感栅的热胀冷缩量能与被测构件保持同步,避免因两者热膨胀系数差异产生虚假应变。这一设计可有效抑制温度漂移带来的测量误差,确保电阻变化仅由构件的受力形变导致,即便在温度变化的工况下也能保障大应变测量的精度。
信号处理:精准检测与数据输出
构件产生大应变时,敏感栅的电阻变化量虽相较于小应变片更大,但仍需借助电路处理才能读取。实际使用中,将该应变片接入惠斯通电桥电路,电桥会把敏感栅的电阻变化转化为微弱的电压信号。随后通过应变仪对该电压信号进行放大、滤波等处理,过滤环境干扰信号。最后经数据采集设备将模拟信号转为数字信号,传输至配套软件,工作人员可通过显示的应变数据,反向推算出被测构件所承受的应力或载荷大小,完成大应变场景下的测量需求。