应变是用来描述材料变形的物理量。某种材料的组件或对象可能被拉长或压缩而产生应变,其是由于以下因素产生的:
- · 施加外力产生的影响(机械应变)
· 热胀冷缩 (热应变)
· 铸造部件、锻造或焊接等非均匀冷却产生的内部应力(残余应变)
为何要测量应变?
通常来说,应变用于测定材料的应力特性——通过实验应力分析。计算是采用胡克定律来完成的。其最简单的形式,
应力σ [N/mm2] 为应变ε [m/m]和材料的杨氏模量E [N/mm2] 的乘积。σ = ε⋅E
如何测量应变?
要了解应变是如何测量的,首先必须了解应变对材料的影响。在没有应变的情况下,试样的长度为 lo。如果应变 ε 被施加到试样上, 其长度变化量为 Δl 关系如下:
应变表示的是材料相对于其初始长度的变化。由于变化量通常很小,通常采用微应变 (μm/m = 10-6 m/m = ppm) 。
有多种不同类型的传感器和设备可以用来测量应变。应变片是最常用的设备。HBM提供电阻应变片和光纤应变传感器可供选择。
应变测量技术:电阻还是光纤?
了解有关电阻或光纤应变测量的知识,包括理论基础、安装过程、避免故障,并包括如何选择正确的应变片。如下两种传感器既可单独使用,也可组合使用。
1)采用电阻应变片进行测量
- 应变测量最普遍使用的是电阻应变片。也称为传统应变片或箔式应变片。
- 应变片通常用于实验应力分析(ESA),耐久性测试和传感器制造。
- HBM传统应变片应用非常广泛,有超过2000种型号的直片和应变花可供选择。
2)采用光纤应变传感器进行测量
- HBM FiberSensing光纤传感器能为多种高标准应用提供解决方案。光纤传感器基于布拉格光栅测量技术。
- 光纤传感器通常用于需要远距离传输的结构监控应用以及高应变、高疲劳的材料测试中。
- 在复杂传感网络中,单根光纤可以集成各个传感器。HBM光纤应变传感器可以采用点焊,黏贴等方式安装到不同的材料、结构和组件中。