日本KYOWA共和电业带保护器箔式应变片系列KFGS-1.5-120-D28的工作原理

一、基础物理原理:电阻应变效应

本品核心依托金属电阻应变效应工作。敏感栅采用康铜合金材质,当导体发生拉伸、压缩形变时,几何尺寸与内部晶格会同步改变,进而使自身电阻值产生规律性变化:构件受拉,应变片被拉长、截面收窄,电阻增大;构件受压,应变片被缩短、截面变宽,电阻减小。
在额定量程内,形变量与电阻变化量呈线性关系,采集设备捕捉电阻的微小波动,即可换算出构件的应变与应力数值。

二、型号结构释义

  • 1.5:敏感栅长度 1.5mm,短栅设计,适配狭小测点;

  • 120:标准电阻 120Ω,通用市面各类应变采集设备;

  • D28:三轴平面布局结构,集成三组独立敏感栅,按 0°、45°、90° 角度排布,为穿孔法残余应力检测专用构型。

三、三轴布局工作逻辑

常规单轴应变片仅能检测单一方向形变,无法解析平面复杂应力场。该产品三组栅体相互独立,可同时采集三个不同方向的应变信号:
  1. 应变片紧贴被测工件,工件形变会完整传递至三组敏感栅;

  2. 不同角度栅体分别产生对应电阻变化,经测量桥路转化为电压信号;

  3. 设备结合三组数据,通过平面应力公式计算,得出主应力、剪切应力、应力方向等参数。

四、穿孔法测残余应力(主力应用流程)

  1. 粘贴标定:将应变片固定在待测位置,设备上电调零,记录钻孔前的初始电阻与电压基准值。

  2. 应力释放:在应变片中心位置钻孔,工件内部残余应力逐步释放,表面随之产生微量形变。

  3. 信号转换:形变带动三组栅体同步变形,电阻发生改变,采集仪实时读取电信号变化。

  4. 数据计算:结合工件材料的弹性模量、泊松比等参数,运算得出构件原始残余应变、残余应力。

五、配套结构作用

  1. 聚酰亚胺基底:起到绝缘隔离作用,避免工件导电干扰信号;同时刚性适中,完整传递形变,不影响测量精度。

  2. 温度适配:材料温漂特性稳定,可搭配补偿电路 / 补偿片,抵消环境温度带来的误差,区分温度形变与力学形变。

  3. 一体化蚀刻栅体:出厂无残余应力,形变响应灵敏,加载、卸载滞后小,测量重复性佳。

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