应变片的粘贴技术.docx
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应变片的粘贴技术
实验一 电阻应变片的选择、粘贴技术
一、实验目的 1.掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法 2.掌握选择应变片的原那么及粘贴质量的检查二、实验步骤1.目测电阻应变片有无折痕.断丝等缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。
必须更换。
2.用数字万用表或电桥准确测量应变片电阻值的大小。
注意：
不要用手或不干净的物品直接接触应变片基底。
测量时应放在干净的书面上，不能使其受力，应保持平直。
记录下各个应变片的阻值，要求应变片阻值准确到小数点后一位数字。
对于标称电阻为120欧姆的应变片，测量时数字万用表必须打到200欧姆档位上。
所测电阻值为原始电阻。
要求同一电桥中各应变片之间阻值相差均不得大于0.5欧姆，否那么,需要更换。
3．试件外表处理：
实验所用试件为等强度梁，为了粘贴结实，必须对试件外表进展处理。
〔1〕在等强度梁选择好贴片位置，用细纱纸打磨干净，要求打磨成45度穿插线，如等强度梁上以前贴好的应变片，先用小刀铲掉。
应变片为一次性消耗材料，粘贴后再起下来不能再用。
〔2〕用酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。
〔3〕在贴片处划出十字线，作为贴片坐标，再用棉球擦一下。
4．应变片粘贴 在502粘贴剂瓶口打一小细孔〔用大头针〕，以便只流出少量胶液，一手捏住应变片的引出线，一手拿502，瓶口向下，在应变片基底上挤一小滴胶水，并用瓶口轻轻涂抹均匀，将多余的胶水甩去，立即放在应变贴片位置。
然后轻轻撕去塑料薄膜。
5.粘贴质量的检查 〔1〕目测或用放大镜检查应变片是否粘牢,有无气泡、翘起等现象。
〔2〕用万用表检查电阻值。
正常情况下，阻值与未贴片前的相差无几。
6.焊线 用电烙铁将应变片的引线焊接到等强度反梁上的引线焊点处。
注意焊锡不要太多。
7.用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应大于500M欧。
8.应变片保护 用704硅橡胶覆于应变片上，防止受潮。
三、实验所用材料及工具
箱式电阻应变片 等强度梁 502粘接剂 万用表 剪刀 镊子 电烙铁 焊丝等
四、考前须知
（1）手指不能直接接触502胶,否那么粘手,注意不要擦到眼睛或衣服上.
（2）不要用两手握兆欧表引线端的金属局部，防止触电；不要长时间短路，防止烧毁兆欧表。
五、实验报告要求
（1）按实验报告格式完成实验报告
（2）为什么同一电桥中应变片阻值不能大于0.5欧姆"
（3）简述贴片质量对测量精度的影响。
实验二 电桥的和差特性
一、实验目的、
1、掌握各种组桥的联线方法
2、验证电桥公式ΔU=Uo/4×K×（ε1-ε2-ε3-ε4）
3、比拟不同组桥之间关系
二、实验内容
1、半桥叠加
2、半桥抵消
3、全桥工作
4、单臂测量
三、实验步骤:
1、半桥叠加
在同一个等强度梁的上、下外表各选一枚应变片,组成半桥邻臂,并用屏蔽线引出。
此半桥与静态电阻应变仪内部的半桥一同组成完整电桥。
此时电桥工作于半桥叠加方式。
图2半桥工作组桥图
R1、R2为电阻应变片
用万用表检查AB间电阻及BC间阻值,两阻值之差应小子0.5Ω,用电烙铁将连接导线焊接到对应的A,B,C,焊点。
为减小干扰,要求屏蔽层（金属网）必须接B点,仪器选择开关置于短路处,将此半桥A,B,C点接入电阻应变仪面板A,B,C对应接线柱上（A,B,C三接线柱必须短接）。
仪器各旋钮置于以下位置。
灵敏度:
转到与应变片一样的数值上
读数盘:
所有读数盘全旋到零
（1）选择开关分别置于“阻',和“容〞,分别调电阻平衡和电容平衡,均使表头指针指示到零。
反复调几次即可。
如无法平衡,应检查是否开焊、断路或接线松动。
（2）加载读数:
转动读数盘,使指针回到零,此时从应变仪读数盘上读出应变大小,记入表格中。
注意:
必须等载荷稳定后才能读数。
2、半桥抵消
选择同一等强度梁的同一面上两枚应变片联成半桥邻臂。
图3半桥工作组桥图
其他操作同半桥叠加
注意:
调平衡时必须先去掉载荷并使读数盘回零。
3、全桥测量
用同一等强度梁的上下外表的四枚应变片,组成完整的电桥。
图4全桥工作接线图
一取至同一面,一取另一面,A,B,C,D分别接入应变仪对应端上。
其中R1,R3为同一面上的应变片,R2,R4为另一面上的应变片。
其他操作同前。
注:
去掉应变仪面板上的短接片,将电桥的A,B,C,D点对应接入仪器面板的A,B,C,D接线柱上,接线之前最好用万用表测一下AC,BD间的阻值大小是否正确。
4、单臂测量
在两个等强度梁上各取一枚应变片,组成半桥邻臂,其中一个梁加载,另一个不如载,测量在不同载荷下应变的大小。
R1受力,R2不受力,做温度补偿。
图5单臂测量的组桥图
其他操作同前。
四、实验数据
五、使用仪器及工具
等强度梁,硅码,静态电阻应变仪,万用衰,连接导线,电烙铁
六、实验报告要求
1、将实验数据填入表格内。
2、计算在300g时,梁所受的应力c=MPa
3、计算半桥叠加时,等强度梁的灵敏度S=µm/g
4、分析比拟各种组桥方式之间的关系。
应变胶：
用于粘贴电阻应变片起承受并传递应变作用的胶粘剂。
要求应变胶
大多是由刚性好、触变小具有耐热性较好的酚醛树脂、环氧树脂、有机硅应
变胶等。
配方例举：
配方一：
J-06应变胶钡酚醛树脂25E-06环氧5间苯二酚2...
多维力传感器设计及信号分析方法研究
作者简介：
X仲城，男，1968年出生，1998年从师于博士生导师方廷健研究员，于2001年7月在中国科学院等离子体物理研究所核能科学与工程专业获得工学博士学位
摘要
本文围绕多维力传感器的设计、信号分析和处理等相关问题进展研究，文章以三维加速度和六维力两种机器人用典型多维力传感器为研究对象，围绕传感器工作原理、信号提取和设计等几个方面展开研究工作，主要内容有：
1.首先对目前三维加速度传感器和六维力传感器的开展现状进展了回忆，分析了目前三维加速度传感器的主要开展方向和趋势，总结了六维力传感器的主要构造形式，指出目前关于这两种多维力传感器研究重点主要是工艺实现和构造设计方面，而原理上仍然与单维力传感器根本一样。
文章在绪论局部对目前多维力传感器研究中存在的一些问题进展了总结概括。
2.第二章对一种基于Ｅ型膜片构造的三维加速度传感器进展了分析，详细给出了其构造、工艺、工作原理及信号获取方式，对这种传感器进展了理论建模，并讨论了其一些动态特性，推论得到在弹性范围内这种全桥方式传感器的输出与应变成正比。
文章还分析了在忽略工艺方面的误差条件下，这种一体化三维加速度传感器构造具有解耦性，在一般精度要求并不是十分苛刻情况下无须进展信号解耦补偿。
3.第三章针对多维力传感器设计、应用的特点，分析了传统建模方法的局限性，在理论建模和实验建模根底上提出了仿真建模的根本思想，其包括仿真实验和数据处理两大局部。
在第三章对仿真建模的原理、方法和步骤进展了较为详细的论述，给出了目前应用于多维力传感器设计的一些主要仿真实验工具和信号处理工具。
4.第四章针对第二章提出的三维加速度传感器提出了一种构造设计，完成了对E型构造一体化三维加速度传感器的静、动态仿真实验，并对其构造参数和特性参数之间的一些关系进展了分析。
文章同时对仿真实验分析过程中涉及到的力学模型建立、单元网格划分、载荷和约束等问题进展了详细的论述，并分析了冲击信号和不同频率简谐信号对传感器输出的影响。
5.第五章给出了一种新型构造的六维力传感器设计，其是由双E型膜片和十字梁构成。
文章针对这种新型构造六维力传感器的Mz静态特性进展了仿真分析，得到其构造参数和传感器静态灵敏度之间的关系，并对采用双Ｅ型膜片十字梁构造所设计的一种微小型六维力传感器进展了实验研究，实验证明这种新型多维力传感器具有良好的线性，构造本身具有解耦特性。
6.第六章从设计的角度分析了多维力传感器动态特性与力敏单元位置之间的关系，文章应用有限单元模态分析方法，结合有限元仿真实验结果，从理论上建立了多维力传感器的动态特性与敏感单元位置之间关系，指出敏感单元应变是各阶模态的线性组合，可以用低阶模态去重构传感器本身动态过程中的信息。
7.在论文的第七章针对多维力传感器实用过程中涉及到的信号处理问题提出了一种非线性自适应滤波新算法，其是在传统的LMS算法根底上改良的一种算法，文章对这种算法进展了详细的理论推导，并采用计算机仿真实验证明这种方法的有效性。
结果证明这种算法具有收敛速度快、步长的稳定区间与输入信号无关的特点，辅助步长可以根据经历直接选定。
同时在这一章节中根据信号系统理论对传感器无失真传递条件进展了分析和讨论。
关键词：
多维加速度传感器，六维力传感器，模态分析，非线性自适应滤波
主浆和尾浆测试子系统
主浆和尾浆数据采集子系统采用德国的TEL-ROT-STG旋转测试系统，该系统体积小，重量轻，防水设计，易于安装，对响动和传动部件的气动、操作特性几乎没有影响，同时该系统采用遥测传输方式，抗干扰能力强，在军工及商业测试方面有较好的声誉。
考虑到用户的实际需求，可根据用户的要求定制设计生产。
主浆和尾浆亦可作为单独的测量系统独立使用，灵活方便。
主、尾浆的信号调理模块一样，可互为备份。
该系统可根据用户的不同的测试要求扩展或减少通道数，以及根据用户不同的测试要求更换信号调理模块。
主、尾浆的数据采集及条理器直接安装转动轴上，通过无线遥测的方式将数据传输到直升机仓内的接收机，接收机输出数字PCM数据流或模拟信号进入770PCM，统一为一路数据流发射到地面。
当然，你也可直接在直升机机舱内通过计算机直接进展旋翼的数据分析。
主浆测试的应用实例：
主要指标
最大比特率
1.28MBps
最大测量
通道数
主浆
64个
尾浆
24个
重量
主浆
1.9kg
尾浆
1.5kg
精度
0.5%
使用环境温度
-40—+70℃
测量传输方式
遥测
最大转速
4500RPM
离心过载能力
>500g
系统功能
主、尾浆可独立成为系统，也可作为机身的从采集器。
主浆测试子系统
主浆的测试系统由信号调理器、编码器、解码器、发送器和接收器组成。
信号调理器、编码器和发送器组成一体，直接固定在飞机主浆端面上，采集传输飞行时螺旋桨的应变参数。
接收器和解码器局部那么放置直升机机体内。
该系统可以作为一独立系统单独进展测量，也可以与机身系统合起来使用，体积小，重量轻，安装使用灵活方便。
信号调理器
信号调理器编码器TEL64-ROT-STG-ENC提供了64个包括信号调理的STG模拟通道〔根据用户要求可往上扩大〕，该产品体积小、加固和密封防水的特殊设计，专门用于旋转测试，可抵抗振动、冲击。
单个通道的配置参数可通过RS-232接口与笔记本电脑连接进展设置。
比特率有以下几种：
1280kbit/s
总采样率为80kS/s，每通道采样率为1.25kS/s，每通道带宽为400Hz。
640kbit/s
总采样率为40kS/s，每通道采样率为625S/s，每通道带宽为200Hz。
320kbit/s
总采样率为20kS/s，每通道采样率为312.5S/s，每通道带宽为100Hz。
160kbit/s
总采样率为10kS/s，每通道采样率为156.25S/s，每通道带宽为50Hz。
应变片阻抗在全桥和半桥设置中从120Ω到1.4KΩ不等，一般的使用350Ω或更高，最多是每8个通道用4个120Ω应变片。
应变片是直接焊接在电路板上。
每通道有10个不同的从1到1000增益。
所有传感器鼓励固定为+4V，4线技术〔无感应线〕。
输出电压为±5V，输出电流为2mA；最大输出阻抗为2Ω，37脚SubD连接头。
12位量化，各通道同时采样。
5-10V直流电池供电〔如果需要可以用电池供电〕。
发送器和接收器
发送接收局部采用S波段遥测发送器和分集式接收器TEL-GHz组成，它包括一个20mW传输距离为≤500m的发送器、一个发送天线、两个从2.45GHz到21MHz的向下变频器和两个接收机和接收天线、1个分集单元及连接电缆组成，其最大数据传输率为1.28Mbit/s（80kS/s）。
发送器的发送功率包括从编码器到接收机解码器，载频为2.45GHz。
必要时，请确认S波段在商业和工业上是否是空闲的。
发送器与信号调理器和编码器组成一个机架固定在螺旋桨的旋转轴上，接收局部那么装在机舱中。
接收机输出为数字PCM数据流或模拟电压信号，它可输入到770PCM或直接用计算机做数据分析。
尾浆测试子系统
尾浆的测试系统也是由信号调理器、编码器、解码器、发送器和接收器组成。
特别是很强的抗冲击和抗振功能，整个机械构造分为两局部固定在轴上。
解码器局部那么放置直升机机体内。
该系统可以作为一独立系统单独进展测量，也可以与机身系统合起来使用，体积小，重量轻，运用灵活方便。
信号调理器
信号调理器采用KMT公司的TEL-ROT-STG-2，它提供了24个STG调理模拟通道，分为两局部安装在转动轴上，体积小、加固和防水特殊设计，专门用于旋转轴测试，可抵抗振动和冲击。
根据用户要求机械构造分成两局部，便于安装。
单个通道的配置参数可通过RS-232接口与笔记本电脑连接进展设置。
比特率有以下几种：
640kbit/s
总采样率为40kS/s，每通道采样率为1.25kS/s，每通道带宽为400Hz。
320kbit/s
总采样率为20kS/s，每通道采样率为625S/s，每通道带宽为200Hz。
160kbit/s
总采样率为10kS/s，每通道采样率为312.55S/s，每通道带宽为100Hz。
在全桥和半桥设置中，应变片阻抗从120Ω到1.4KΩ不等，一般的使用350Ω或更高，最多是每8个通道用4个120Ω应变片。
应变片是直接焊接在电路板上。
每通道10个不同的1到1000增益。
所有传感器鼓励固定为+4V，4线技术〔无感应线〕。
输出电压为±5V，输出电流为2mA；最大输出阻抗为2Ω，37脚SubD连接头。
12位量化，各通道同时采样。
5-10V直流供电输入〔采用TEL-IND-POWER感应供电〕。
发送器和接收器
发送接收局部采用了适用于短距离的TEL-SHORT，它包括一个发送器、一个灵活发送天线、一个接收器、一个接收天线和连接电缆组成。
最大数据传输率为640kbit/s（40kS/s）。
发送器与信号调理器和编码器组成一个机架固定在旋转轴上，接收机那么放置在机舱内。
接收机输出为数字PCM数据流或模拟电压信号，它可融入770PCM或直接用计算机分析。
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