浅论钎杆上电阻应变片的粘贴方法

【摘 要】在凿岩机耗气量、冲击频率、工作转速、扭矩性能测试技术中，电测法是测量方法中常用的方法之一。在电测法中广泛应用电阻应变片，因为它能准确的测量各种性能参数。对于应变片的正确选取和粘贴方法质量的好坏，将直接影响应变片的性能和测量的准确性，在此将对电阻应变片的粘贴方法进行相关总结和说明。

【关键词】电阻应变片 粘贴方法 电测法

1概述

冲击过程是由高速运动的冲击体（冲锤）对工具施加撞击，转化为一高幅值脉冲力，以应力波的形式，通过工具将能量传递给破碎对象。

根据波动理论，通过冲击工具中给定截面的总能量为：

根据上式，冲击能量可采用适当的瞬态应力记录手段捕获测杆中一点的应力历程，然后平方求积进行确定。

将应变片粘贴到钎杆上，当钎杆发生变形时应变片就会跟随一起变形，这时应变片中的电阻丝就会因其机械变形而导致电阻丝的电阻发生变化，这就是用电测应变片测量应变的基本原理。

2 应变片的粘贴

从电阻应变片测量的基本原理可以看出，首先，要保证应变片与被测物体共同产生变形。其次，要保证电阻应变片本身的电阻值得稳定，才能得到准确的应变测量结果，这是应变片粘贴的基本原则。因此应变片本身的质量和粘贴的质量的好坏对测量结果影响很大。

2.1选择合适的应变片

在应变测量时，只有正确选择和粘贴应变片，才能保证测量精度和可靠性，达到预期的测试目的。应变片的选择，应根据试验环境、应变性质、应变梯度及测量精度等因素来决定。本次选择用的应变片阻值为119±0.2欧姆，灵敏度系数为2.099±1.1%，粘结剂为乙基纤维素胶为例。

2.2电阻应变片的安装

常温应变片的安装采用粘贴方法。应变片粘贴操作过程如下：

2.2.1 检查和分选应变片

应变片粘贴前应对应变片进行外观检查和阻值测量。首先检查应变片表面是否平整、丝栅排列是否均匀，敏感栅有无锈斑、基底和盖层有无破损，引线是否牢固等。然后量出所选取的应变片阻值，阻值测量的目的是检查应变片是否有断路、短路情况，并按阻值进行分选，以保证使用同一温度补偿片的一组应变片的阻值相差不超过0.5欧姆，这样在测量时容易调整平整。

2.2.2 钎杆的表面处理与划线

首先用汽油除去钎杆粘贴表面的油污、漆、锈斑、电镀层等，其次用砂布打磨法，除掉钎杆表面的绣渍使其露出新鲜的金属表层，以便使胶液充分浸润以提高粘贴强度。接着用浸有丙酮的脱脂棉球擦洗。根据应变片的尺寸，利用钢板尺、钢划针划出应变片粘贴位置的定位基准线，再用细砂布轻轻磨去划线毛刺，然后再用浸有丙酮的脱脂棉球仔细地从里往外擦试粘贴表面，擦一次转换一个侧面再擦，棉球六面都用过，更换新棉球用同样的方法擦洗，直至棉球上不见污迹为止。

2.2.3 应变片粘贴

粘结剂不同，应变片粘贴的过程也不同。贴片时要注意分清应变片的正、反面，以氰基丙稀酸酯粘结剂502胶为例，用左手拿镊子捏住应变片的引线，右手上胶，在应变片基底底面涂上502胶（挤上一小滴502胶即可），立即将应变片底面向下放在被测位置上，并使应变片轴线对准定位线，再垫上塑料薄膜在应变片上，然后用透明胶将塑料薄膜扎紧，用手指沿一个方向柔和滚压挤出多余的胶，然后手指静压1～2分钟，使应变片与被测件完全粘合后再放开，从应变片无引线的一端向有引线的一端揭掉氟塑料薄膜。注意502胶不能用的过多或过少，过多使胶层太厚影响应变片测试性能，过少则粘结不牢不能准确传递应变，也影响应变片测试性能。此外小心不要被502胶粘住手指，如被粘住用丙酮泡洗。

粘贴好后在应变片和基座之间贴上透明胶布，防止引线和钎杆表面接触，产生不绝缘。

2.2.4 固化

贴片时最常用的是氰基丙稀酸酯粘结剂502胶水。用它贴片后，就需要进行干燥处理，处理的方法可以是自然干燥或人工干燥。自然干燥只要在室温下放置数小时即可充分固化，而具有较强的粘结能力。人工干燥可用太阳灯进行加热干燥，烘烤时应适当注意距离，以防止电阻应变计底基烘焦损坏。

2.2.5 防潮层的制作

电阻应变片在潮湿的环境或混凝土中必须有足够的绝缘度，一旦应变片受潮，其阻值就会不稳定，从而导致无法准确地测量应变，因此，在应变片粘贴好后，必须制作防潮层。防潮层可以选用AB胶混合而成，然后将配置好的AB胶涂在电阻应变片上，然后用透明胶在钎杆上包扎紧，然后用太阳灯对着涂有AB胶的应变片上进行加热干燥，此目的是使AB胶能够融化均匀的分布在电阻应变片上，用透明胶扎紧是为了不让AB胶溢出，这样就保持了应变片的平整以及防潮剂在应变片的均匀分布。防潮剂的固化时间一般需要24小时。

2.2.6 过渡线的焊接与固定

由于电阻应变片的引出线很细，特别是引出线与应变片电阻丝的连接强度很低，极易被拉断，因此需要进行过渡。过渡线是将电阻应变片的感受信息传递给测试仪器的导线，其一端与电阻应变片的引出线相连，另一端与应变仪的导线相连。用电烙铁将电阻应变片的引出线和过渡线接连在一起。连接点必须用焊锡焊接，以保证测试线路导电性能的质量要求，焊点的大小应均匀，不能过大，也不能有虚焊。

具体的焊接方法是：首先电烙铁热了之后，先挂少许焊锡膏，再挂少许焊锡，然后将电烙铁与电阻应变片的引线头部以及过渡线的两端都接触上，那么电阻应变片和过渡线的挂锡就完成了。注意；挂锡的长度为3±1mm为宜。接着，先用过渡线挂锡的一端和应变片引线放置平行，然后将电烙铁放到过渡线和引线重合位置使焊锡融化，当焊锡融化之后立即将电烙铁移走，拿过渡线的手此时慢慢的将过渡线与引线平行拉长，使焊锡凝固有很好的过渡，这样这个焊接过程就完成了。采用相同的方法将其他的几个过渡线焊接也完成。

过渡线焊接完成之后，将过渡线固定在钎杆上。具体的固定方法是在焊接引线之前先在钎杆上缠绕两层透明胶，等到过渡线焊好之后，将过渡线放置平直，引出线与过渡线的焊接处要拉直使两根引线保持原有的平行状态。拉直平行之后先用透明胶将过渡线的头固定，然后用透明胶从电阻应变片的顶端开始缠绕将电阻应变片引线和过渡线包扎紧，留有过渡线与导线焊接的接头不用包扎。

2.2.7 测量导线与过渡线的焊接与固定

为了保证电阻应变片的过渡线在焊点上的绝缘，焊前需要在过渡线的焊头下面粘贴一层电工胶带缠绕的绝缘层。在进行焊接测量导线之前先固定好将要焊接的过渡线和导线，待焊接固定好以后，即可焊接导线。常温静态应变测量时，测量导线可采用 0.1～0.3毫米的单丝包铜线。

导线与过渡线之间焊接方法和电阻应变片与过渡线之间的焊接相似，具体方法就是焊接两头先挂锡，然后进行焊接。焊接完成之后将导线应在钎杆上沿途用透明胶固定。最后用电工绝缘胶带将应变片、过渡线以及导线的100mm处进行双层缠绕固定。具体的电阻应变片在钎杆上粘贴的连接如图1所示。

2.2.8 检查

对已充分固化并已联接好导线的应变片，在正式使用前必须进行质量检查。除对应变片作外观检查外，还应检查应变片是否粘贴良好、贴片方位是否正确、有无短路和断路、绝缘电阻是否符合要求等。粘贴质量的检查：首先观察应变片粘贴位置是否正确，粘贴面有无气泡。用万用表测量应变片是否有短路或断路现象，再用兆欧表检查绝缘电阻应在50兆欧姆以上。

3 电阻应变片的防护

为了防止粘贴好的应变片受潮和腐蚀物质的侵蚀，并防止机械损伤，在使用过程中不受环境温度变化的影响，保持良好的绝缘性能，本次粘贴采用AB胶涂于钎杆表面进行防潮。这种方法是用AB胶搅拌均匀直接涂在经清洁处理过的应变片及其周围，在室温下经12～24小时固化，放置时间越长，固化越好。AB胶使用方便、防潮性能好、附着力强、对应变片无腐蚀作用。

综上所述应变片的粘贴是电测法的重要工序，对于应变片的正确选取和粘贴质量的好坏，将直接影响应变片的性能和测量的准确性，必须给予足够的重视。

参考文献：

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[2]颜重光.电阻应变片的粘贴技术[J].自动化仪表，1985（7）.

[3]董伟.电阻应变片粘贴技巧[J].山西建筑，2011（28）.

[4]闫好奎，任建国.电阻应变片的工作原理[J].计量与测试技术，2013（4）.

作者简介：方家耀（1987—），男，浙江衢州人，工程师，本科学历，研究方向：机电测试。