應(yīng)力測(cè)試

       大量的復(fù)合材料興起和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生需要進(jìn)行更精確的 應(yīng)力測(cè)試。傳統(tǒng)的 應(yīng)力測(cè)試  方程式大量應(yīng)用于汽缸，梁和其他同質(zhì)材料制成的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于不規(guī)則形狀和非同質(zhì)材料暴露出很多缺點(diǎn).

       但當(dāng)制造商努力縮小產(chǎn)品尺寸和重量，部件幾乎達(dá)到應(yīng)力承受極限時(shí)。僅通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和計(jì)算是不夠的，因此需要進(jìn)行高精度物理測(cè)試.

       對(duì)于汽車，制藥設(shè)備和半導(dǎo)體加工設(shè)備來(lái)說(shuō)，對(duì) 應(yīng)力測(cè)試 的測(cè)量分度要求已經(jīng)達(dá)到微應(yīng)變級(jí)別 (百萬(wàn)分之一英寸).以前機(jī)身和卡車底盤(pán)的測(cè)試只需50個(gè)測(cè)量點(diǎn)，10-100個(gè)微應(yīng)變的測(cè)量分度，現(xiàn)在需要監(jiān)控150個(gè)測(cè)量點(diǎn) ，測(cè)量分度已經(jīng)要求達(dá)到個(gè)位精度微應(yīng)變或者更低.

       這里有兩個(gè) HBM 參與的兩個(gè)案例. 第一個(gè),半導(dǎo)體晶體爐采用稱重傳感器上的應(yīng)變片測(cè)量晶體生長(zhǎng)的重量變化. 其需要應(yīng)變的測(cè)量分度達(dá)到 1.06 微應(yīng)變.第二個(gè),飛機(jī)起落架測(cè)試需要同樣的測(cè)量分度來(lái)驗(yàn)證采用輕質(zhì)材料的設(shè)計(jì)質(zhì)量.

設(shè)計(jì)測(cè)試步驟

如何通過(guò)高精度的 應(yīng)力測(cè)試 保證獲得可靠的測(cè)試結(jié)果?首先, 要知道你在測(cè)試中希望獲得什么.

       例如，最近一個(gè)客戶要要訂購(gòu)應(yīng)變片和放大器來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品原型測(cè)量. 我首先問(wèn)你知道應(yīng)變的方向嗎？他回答不知道. 我們最終為其選擇了應(yīng)變花，其可以測(cè)量三個(gè)方向的應(yīng)變.

一旦你知道你能獲得的結(jié)果, 你的應(yīng)力測(cè)試 系統(tǒng)需要以下三個(gè)基本步驟:.

• 選擇合適的應(yīng)變片,
• 選擇合適的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng), 并
• 正確安裝..

選擇應(yīng)變片

      對(duì)于個(gè)位數(shù)級(jí)別微應(yīng)變測(cè)量, 正確的選擇是采用箔式電阻應(yīng)變片. 盡管半導(dǎo)體應(yīng)變片有很好的穩(wěn)定性, 但其在一定條件下容易產(chǎn)生很多誤差，如溫度變化以及光線變化.

       箔式應(yīng)變片是建立在長(zhǎng)度改變導(dǎo)致電阻相應(yīng)變化的理論上的.通過(guò)惠斯通電橋，電阻的變化產(chǎn)生一個(gè)高精度，非?？煽康臏y(cè)量信號(hào). 應(yīng)變柵絲的材料一般是康銅，有時(shí)也可以是鎳鉻合金.應(yīng)變片有不同的電阻，長(zhǎng)度和尺寸.

這8個(gè)指導(dǎo)意見(jiàn)覆蓋了我們會(huì)經(jīng)常遇到的問(wèn)題::

• 對(duì)于復(fù)合和非均質(zhì)材料，應(yīng)該選擇最長(zhǎng)可能的應(yīng)變片.更長(zhǎng)的長(zhǎng)度可以捕獲材料整體的平均應(yīng)變.
• 對(duì)于潮濕環(huán)境，應(yīng)該選擇阻值最低的應(yīng)變片. 更低的阻值可以抵消由于潮濕引起絕緣體腫脹造成的誤差.
• 對(duì)于應(yīng)力測(cè)試 周圍存在很多不規(guī)則和應(yīng)力集中的區(qū)域，選擇最小可能的應(yīng)變片，你可以獲得真實(shí)的測(cè)試結(jié)果.
• 對(duì)于濕度-溫度應(yīng)用，使用康銅基底應(yīng)變片更好.對(duì)于溫度超過(guò) 200°C 情況，應(yīng)選擇鎳鉻合金應(yīng)變片. 必須保證在應(yīng)變片安裝表面，沒(méi)有潮濕空氣. 即使在72°F 情況下,金屬也會(huì)在陽(yáng)光下變熱.
• 對(duì)于需要長(zhǎng)期使用的應(yīng)力測(cè)試，要使用鎳鉻合金應(yīng)變片. 其具有更高的疲勞壽命.
• 使用封裝過(guò)的應(yīng)變片，封裝過(guò)的應(yīng)變片可以更好的保護(hù)免受操作時(shí)產(chǎn)生的損傷.
• 使用內(nèi)置引線的應(yīng)變片，不僅可以節(jié)約安裝時(shí)間，還可以減少由于安裝過(guò)程中對(duì)應(yīng)變片的損傷.
• 如果知道應(yīng)變方向，請(qǐng)使用單直片，如果不確定，應(yīng)該使用應(yīng)變花. 其可以測(cè)量單軸，雙軸和剪應(yīng)力.

選擇放大器

同選擇合適的應(yīng)變片一樣，為保證測(cè)量精度，放大器的選擇也是同樣重要的。

       如果你仔細(xì)比較放大器參數(shù), 你將會(huì)發(fā)現(xiàn)很大的區(qū)別，可以極大地影響測(cè)試性能. 以下是放大器選擇的幾個(gè)小技巧:

• 關(guān)鍵的參數(shù)是總線頻率和分度. 高總線頻率可以更好地