第4章电阻应变计讲诉.docx

第4章电阻应变计讲诉.docx

《第4章电阻应变计讲诉.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章电阻应变计讲诉.docx（34页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

第4章电阻应变计讲诉

第4章电阻应变计

4.1电阻应变计的工作原理

电阻应变计，简称应变计或应变片，是一种用途广泛的力学量传感元件。

在自然界中，除超导体外的所有物质都有电阻，不同的物质电阻也不同。

物质电阻的大小与所构成物体的材料性能和几何形状有关，电阻应变计正是利用了导体电阻的这一特点。

用电阻应变计进行测量时，一般将应变计粘贴于构件表面，当构件受力变形时，应变计亦随之变形。

机械应变的变化导致应变计电阻值发生变化，这种现象称为电阻应变效应。

用电路测量出应变计阻值变化，并转换成相对应的应变数值，即实现了机械应变的电量测量，这种方法称为应变电测方法。

电阻应变计的最主要组成部分是敏感栅。

敏感栅可以看成为一根电阻丝，其材料性能和几何形状的改变会引起栅丝的阻值变化。

设一根金属电阻丝，其材料的电阻率为ρ，长度为L，直径为D，面积为A，电阻值为R，由物理学知，金属电阻丝的电阻值R与长度L成正比，与截面面积A成反比。

（4-1）

受轴向拉伸后，伸长△L，而直径缩小为d，如图4-1所示。

显然，其电阻值也会变化。

电阻丝的横截面原面积为

，其相对变化为

（4-2）

式中，μ为金属丝材料的泊松比；

为金属导线长度的相对变化，即轴向应变

（2-3）

在电阻丝伸长的过程中，所产生的电阻值的相对变化为

（4-4）

此式中，前一项是由金属丝变形后电阻率发生变化所引起的；后一项是由金属丝变形后几何尺寸发生变化所引起的。

根据高压下金属丝性能研究，发现有

式中，C为金属材料的常数，例如，康铜丝C≈1，V为金属丝的初始体积，V=AL。

体积相对变化

与轴向应变ε之间有

故

将上述代入式（4-4），得

（4-5）

式中，

为金属丝的灵敏系数

（4-6）

式（4-5）表示金属丝的电阻变化率与它的轴向应变成线性关系。

根据这一规律，采用在变形过程中能够较好地产生电阻变化的材料，就可制造将应变信号转换为电信号的电阻应变计。

4.2电阻应变计的结构

电阻应变计主要由敏感栅、基底、覆盖层及引线所组成，敏感栅用粘结剂粘在基底和覆盖层之间。

一种丝绕式应变计的典型结构如图4-2所示。

4.2.1敏感栅

敏感栅是用合金丝或合金箔制成的栅。

它能将被测构件表面的应变转换为电阻相对变化。

由于它非常灵敏，故称为敏感栅。

敏感栅由纵栅与横栅两部分组成。

纵栅的中心线称为应变计的轴线。

敏感栅的尺寸用栅长l〈横栅为圆弧形时，是指两端圆弧内侧之间的距离；横栅为直线形时，则指两端横栅内侧之间的距离）和栅宽b（指在与纵轴垂直的方向上敏感栅外侧之间的距离）表示，栅长尺寸一般为0.2~100mm。

敏感栅是电阻应变计的核心组成部分，它的特性对于电阻应变计的性能有决定性的影响。

为了改善电阻应变计的性能，人们探索了多种材料的应变-电阻特性，从而发展了敏感栅材料，包括金属、半导体和金属氧化物等。

目前常用的金属敏感栅材料主要有铜镍合金、镍铬合金、镍钼合金、铁基合金、铂基合金、钯基合金等。

以金属材料为敏感栅的电阻应变计的灵敏系数大都在2.0-4.0之间。

硅、锗等半导体材料由于具有压阻效应，所以也被人们用做敏感栅的材料，以半导体材料为敏感栅的电阻应变计的灵敏系数大都在150左右，远高于以金属材料为敏感栅的电阻应变计。

通常对制造应变计敏感栅的材料的要求主要是：

1）灵敏系数Ks高，而且在较大的应变范围内保持为常数。

康铜丝在弹性状态和塑性状态下，Ks值基本上是常数。

2）敏感栅材料的弹性极限要高于被测构件材料的弹性极限，以免在测试中因敏感栅先出现塑性变形而影响测试精度。

3）电阻率ρ高，分散度小，随时间变化小。

4）电阻温度系数小，在较宽的温度范围内保持不变；分散度小，对温度循环有完全的重复性；有足够的稳定性，以减小由温度变化而引起的测量误差。

5）伸长率高，耐腐蚀性好，疲劳强度高。

6）焊接性能好，易熔焊和电焊；对引线的热电势小。

7）加工性能好，以便制成细丝或箔片。

应变计常用金属材料的物理性能见表4-1。

表中的电阻温度系数为20℃以下、温度升高1°时材料的电阻变化率。

4.2.2基底

基底是电阻应变计的一个组成部分。

其作用是在应变计被安装到试件上之前，将敏感栅永久地或临时地安置于其上，同时还要使得敏感栅和粘贴应变计的试件之间相互绝缘。

对电阻应变计的基底材料，一般有下列一些要求：

柔软并具有一定的机械强度，粘结性能和绝缘性能好，蠕变和滞后现象小，不吸潮，能在不同的温度下工作等。

常用的基底材料介绍如下：

1）纸用纸作为应变计基底的优点是柔软并易于粘贴，应变极限大和价格低廉；缺点是耐湿性和耐久性差。

通常有厚纸基底和薄纸基底两种。

2）胶膜环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂和聚酰亚胺等有机类粘结剂均可制成薄膜，用做应变计的基底。

它们的特点是柔软、耐湿性和耐久性均比纸好。

3）玻璃纤维布无碱玻璃纤维布的耐湿性、机械强度和电绝缘性能都很好，并且耐化学药品、耐高温（400~450℃）,多用做中温或高温应变计的基底，由它制成的应变计的刚度比胶膜基底要大。

表4-1应变计常用金属材料的物理性能

4）金属薄片不锈钢及耐高温合金等金属薄片或金属网可作为焊接式应变计的基底。

焊接式应变计安装后不需要经过一般应变计粘贴时所需要的加温固化处理，但若要获得高的测量精度，在将应变计基底焊到试件上后需要进行热处理以消除由于焊接时在金属基底和试件上产生的应力。

金属薄片作基底的应变计刚度较大，会对试件产生增强效应；而金属网状基底的应变计增强效应则相对较小。

临时基底型应变计可用金属薄片或合成纤维（如涤纶）制作框架作为临时基底，也可以用乙烯基胶带作为临时基底。

4.2.3引线

电阻应变计的引线是从敏感栅引出的丝状或带状金属导线。

通常，在制造应变计时就将引线和敏感栅连接好，使其成为应变计的一部分，但也有某些箔式应变计在出厂时不带引线。

引线应具有低的和稳定的电阻率以及小的电阻温度系数。

常温应变计的引线材料多用纯铜，为了便于焊接，可在纯铜引线的表面镀锡。

中温应变计、高温应变计的引线可以在纯铜引线的表面镀银、镀镍、镀不锈钢，或者采用银、镍铬（或改良型〉、镍、铁铬铝、铂或铂钨等作引线。

高疲劳寿命的应变计可采用铍青铜作引线。

4.2.4覆盖层

电阻应变计的覆盖层是用来保护敏感栅使其避免受到机械损伤或防止高温下氧化。

常用制作基底的胶膜或浸含有机胶液（例如环氧树脂、酚醛树脂等）的玻璃纤维布作为覆盖层，也可以在敏感栅上涂敷制片时所用粘结剂作为保护层。

覆盖层的材料包括纸、胶膜及玻璃纤维布等。

4.3电阻应变计的分类

电阻应变计的种类很多，分类的方法也很多。

根据许用的工作温度范围可分为常温、中温、高温及低温应变计。

1）高温应变计：

许用工作温度在350℃以上。

2）中温应变计：

许用工作温度在60~350℃之间。

3）常温应变计：

许用工作温度在-30~60℃之间。

4）低温应变计：

许用工作温度在-30℃以下。

根据基底材料可分为：

纸基、胶膜基底（缩醛胶基、酚醛基、环氧基、聚酯基、聚烯亚胺基等）、玻璃纤维增强基底、金属基底及临时基底等。

根据安装方式可分为粘贴式、焊接式和喷涂式三类。

根据敏感栅材料可分为金属、半导体及金属或金属氧化物浆料等三类。

1）金属应变计包括丝式（丝绕式、短接式）应变计、箔式应变计和薄膜应变计。

2）半导体应变计包括体型半导体应变计、扩散型半导体应变计和薄膜半导体应变计。

3）金属或金属氧化物浆料应变计主要是厚膜应变计。

下面介绍几种常用的电阻应变计。

4.3.1金属丝式应变计

金属丝式应变计的敏感栅一般是用直径0.01~0.05mm的铜镍合金或镍铬合金的金属丝制成，可分为丝绕式和短接式两种。

丝绕式应变计是用一根金属丝绕制而成（图4-3）。

短接式应变计是用数根金属丝按一定间距平行拉紧，然后按栅长大小在横向焊以较粗的镀银铜导线，再将铜导线相间地切割开来而成（图4-4）

图4-3丝绕式应变计图4-4短接式应变计

1.丝绕式应变计

丝绕式应变计的疲劳寿命和应变极限较高，可作为动态测试用传感器的应变转换元件。

丝绕式应变计多用纸基底和纸盖层，其造价低，容易安装。

但由于这种应变计敏感栅的横向部分是圆弧形，其横向效应较大，测量精度较差，而且其端部圆弧部分制造困难，形状不易保证相同，使应变计性能分散，故在常温应变测量中正逐步被其他片种代替。

2.短接式应变计

短接式应变计也有纸基和胶基等种类。

短接式应变计由于在横向用粗铜导线短接，因而横向效应系数很小（<0.1%），这是短接式应变计的最大优点。

另外，在制造过程中敏感栅的形状较易保证，故测量精度高。

但由于它的焊点多，焊点处截面变化剧烈，因而这种应变计疲劳寿命短。

4.3.2金属箔式应变计

箔式应变计的敏感栅是用厚度为0.002~0.005mm的铜镍合金或镍铬合金的金属箔，采用刻图、制版、光刻及腐蚀等工艺过程而制成（图4-5）。

基底是在箔的另一面涂上树脂胶，经过加温聚合而成，基底的厚度一般为0.03~0.05mm。

C）

图4-5金属箔式应变计

a）单轴应变计b）测扭矩应变计c）多轴应变计（应变花）

与丝绕式应变计相比，箔式应变计的优点是：

1）敏感栅很薄，且箔材与粘合层的接触面积要比丝材的大，粘贴牢固，有利于变形传递，因而它所感受的应变状态与试件表面的应变状态更为接近，测量精度高。

2）敏感栅薄而宽，在相同的横截面积条件下，箔栅的表面积比丝栅的要大，散热性好，故允许通过较大的电流，因而可以输出较强的信号，以提高测量灵敏

度。

3）敏感栅的横向端部为较宽的栅条，故横向效应较小。

4）箔式片能保证尺寸准确，线条均匀，故灵敏系数分散性小。

5）箔式应变计的蠕变小、疲劳寿命长。

6）加工性能好，能制成为各种形状和尺寸的应变计，尤其可以制造栅长很小的或敏感栅图案特殊的应变计。

7）制造工艺自动化，可成批生产，生产效率高。

单轴多栅应变计

a）平行轴多栅b）同轴多栅

由于箔式应变计具有以上诸多优点，故在各个测量领域中得到广泛的应用。

在常温的应变测量中已逐渐取代丝绕式应变计。

金属电阻应变计还可以按敏感栅的结构形状分为下述几类。

1）单轴应变计单轴应变计一般是指具有一个敏感栅的应变计（图4-3、图4-4、图4-5a）。

这种应变计可用来测量单向应变。

2）单轴多栅应变计把几个单轴敏感栅粘贴在同一个基底上，可构成平行轴多栅和同轴多栅，如图4-6所示。

这种应变计可方便地测量构件表面的应变梯度。

图4-7应变花

a）二轴90ºb）三轴45ºc）三轴60ºd）三轴120º

3）应变花（多轴应变计）具有两个或两个以上轴线相交成一定角度的敏感栅制成的应变计称为多轴应变计，也称为应变花，如图4-5c、图4-7所示。

其敏感栅可由金属丝或金属箔制成。

采用应变花可方便地测定平面应变状态下构件上某一点处的应变分量。

4.3.3薄膜应变计

薄膜应变计的薄膜不是指用机械压延法所得到的薄膜，而是用诸如真空蒸发、溅射、等离子化学气相淀积等薄膜技术得到的薄膜。

它是通过物理方法或化学电化学反应，以原子、分子或离子颗粒形式受控地凝结于一个固态支撑物（即基底）上所形成的薄膜固体材料。

其厚度约在数十埃（Å）至数微米（μm）之间。

薄膜若按其厚度可分为非连续金属膜、半连续膜和连续膜。

薄膜应变计的制造主要是成膜工艺，如溅射、蒸发、光刻、腐蚀等。

其工艺环节少，工艺周期较短，成品率高，因而获得广泛的应用。

4.3.4半导体应变计

半导体应变计的敏感栅是利用硅、锗、锑化钢、磷化镓等半导体材料制成的。

当半导体材料沿晶轴方向受到机械应力作用时，其电阻率发生变化，这种性质称为压阻效应。

电阻率的相对变化为

（4-7）

式中，

为压阻系数；

为机械应力。

若以σ=Eε（E为晶体材料的弹性模量，ε为应变）代入式（4-6）得灵敏系数

Ks=1+2μ+πLE（4-8）

由于压阻效应πLE远大于几何尺寸改变（1+2μ）的影响，故半导体应变计的灵敏系数可简化为

Ks=πLE（4-9）

Ks值取决于半导体材料的类型、杂质浓度、晶轴方向和温度等。

同一种材料其灵敏系数随掺入的杂质〔如硼、铝、锑、铟等）浓度及晶轴方向而不同。

半导体应变计的优点是：

1）灵敏系数大，比金属丝式、金属箔式大几十倍，因而输出的信号大。

2）横向效应系数小。

3）机械滞后小。

4）

图4-8半导体应变计

a）单轴半导体应变计b）自补偿应变计c）互补偿应变计

本身的体积小，便于制作小型传感器。

半导体应变计的缺点是：

1）电阻值和灵敏系数的温度稳定性差。

2）压阻系数离散，故灵敏系数的离散度较大，而且拉伸和压縮时的灵敏系数也不相同。

3）在大应变情况下，灵敏系数的非线性大。

研制的温度自补偿应变计（图4-8），有助于消除温度变化的影响及提高抗干扰性。

4.3.5几种特殊的应变计

为了适应工程实际和某些力学实验的需求，还有一些特殊形状的应变计，主要有以下几种形式。

1.裂纹扩展应变计

图4-9裂纹扩展应变计

裂纹扩展应变计的敏感栅是由平行栅条组成（图4-9〉。

用于断裂力学实验时，检测构件在载荷作用下裂纹扩展的过程及扩展的速率。

实验时粘贴在构件裂纹尖端处，随着裂纹的扩展，栅条依次被拉断，应变计的电阻逐级增加。

根据事先作出的断裂顺序与电阻变化曲线，可推断裂纹的扩展情况。

根据各栅条断裂时间，即可计算出裂纹的扩展速率。

2.疲劳寿命应变计

疲劳寿命应变计是由经过退火处理的康铜箔制成的敏感栅夹在两层浸过环氧树脂的玻璃纤维布中间形成。

当应变计粘贴在承受交变载荷的构件上时，应变计丝栅在交变载荷作用下发生冷作硬化，而使电阻发生变化，电阻变化值与交变应力的大小、循环次数成比例，通常可用实验方法来建立经验公式。

使用时可由电阻变化来推算交变应变的大小及循环次数，从而预测构件的疲劳寿命。

图4-10大应变量应变计

3.大应变量应变计

大应变量应变计用于量测5%~20%大应变或超弹性范围应变，如图4-10所示。

为避免丝栅与粗引线间的应力集中，中间采用细引线过渡。

箔式应变计的引线应弯成弧形，然后再焊接，敏感栅是由经过获得大变形及退火处理的康铜制成，基底可用浸过增塑剂的纸（应变5%~12%）或聚酰亚胺（应变20%）粘结剂可用环氧树脂、聚氨脂填加增塑剂制成。

这种应变计受压时敏感栅会发生轴向屈曲，故承受的拉应变远大于压应变。

因此，当用于交变应变量测时量测范围不应超过允许的压应变界限。

4.双层应变计

在进行薄壳、薄板应变的测量时，需要在壳和板的内、外表面对称贴片。

而对于体积小或密封的结构在内表面贴片几乎是无法进行的。

双层应变计为解决这些问题提供了条件，在不太厚的塑料上、下表面粘贴应变计，并在应变计表面涂环氧树脂保护层。

使用时将此双层应变计粘贴在被测构件的外表面，利用弯曲应变线性分布及轴向应变均匀分布特点，同时测出弯曲及轴向应变。

5.防水应变计

在潮湿环境或水下，特别在高水压作用下，应采用防水应变计。

常温短期水下应变测量可在箔式应变计表面涂防护层（如水下环氧树脂）。

长期测量可用热塑方法将应变计夹在两块薄塑料板中间，或采用防水、防霉、防腐蚀的特种胶材料作为应变计的基底和覆盖层制成防水应变计。

6.屏蔽式应变计

屏蔽式应变计的上、下两面均有铜箔构成屏蔽层，常用于电流变化幅度大的环境中的应变测量，如在电焊机旁或电气化机车轨道应变的测量。

在强磁场中若采用镍铬敏感材料，可减小磁致效应。

4.4电阻应变计的工作特性

表达电阻应变计的性能及其特点的数据或曲线，称为应变计的工作特性。

常温应变计的主要工作特性包括：

应变计的电阻值、灵敏系数、横向效应系数、机械滞后、零漂、蠕变、应变极限、疲劳寿命、绝缘电阻、温度特性及最大工作电流等。

4.4.1应变计的电阻值

应变计的电阻是指应变计在室温环境、未经安装且不受力的情况下，测定的电阻值。

应变计电阻值的选定主要根据测量对象和测量仪器的要求。

推荐的应变计电阻的系列为60Ω、120Ω、200Ω、350Ω、500Ω、1000Ω。

在允许通过同样工作电流的情况下，选用较大的应变计电阻，就可以提高应变计的工作电压，以达到较高的测量灵敏度。

由于电阻应变仪和其他常用应变测量仪器测量电桥的桥臂电阻习惯上按120Ω设计，故120Ω的应变计为最常用。

对于生产出来的每一批应变计都需要逐个地测量其电阻值，然后按电阻值的大小分类包装。

每包的包装单上标明该包应变计的平均名义电阻值（即各片电阻值的平均值〗，以及各片电阻值与平均名义电阻值的最大偏差值。

4.4.2应变计的灵敏系数

应变计的灵敏系数是指：

当应变计粘贴在处于单向应力状态的试件表面上，且其纵向（敏感栅纵线方向）与应力方向平行时，应变计的电阻变化率与试件表面贴片处沿应力方向的应变（即沿应变计纵向的应变）的比值，即

（4-10）

式中，K为应变计的灵敏系数；ε为试件表面测点处与应变计敏感栅纵线方向平行的应变；

为由ε所引起的应变计电阻的相对变化。

应变计的灵敏系数主要取决于敏感栅材料的灵敏系数，但两者又不相等，这主要有两个原因：

以丝式应变计为例，由于横栅的存在，使制成敏感栅之后的灵敏系数小于丝材的灵敏系数，差别的大小与敏感栅的结构形式和几何尺寸有关；试件表面的变形是通过基底和粘结剂传递给敏感栅，由于端部过渡区的影响又使应变计的灵敏系数小于敏感栅的灵敏系数，此差数不仅与基底和粘结剂的种类及其厚度有关，还受粘结剂的固化程度以及应变计安装质量的影响。

因此，应变计的灵敏系数是受多种因素影响的综合性指标，它不能通过理论计算得到，而是由生产厂家经抽样在专门的设备上进行标定试验来确定的，并在产品包装上注明其平均名义值和标准误差。

常用的应变计灵敏系数为2.0~2.4。

4.4.3应变计的横向效应系数

应变计的敏感栅中除了有纵向丝栅以外，还有圆弧形或直线形的横栅。

横栅既对应变计轴线方向的应变敏感，又对垂直于轴线方向的横向应变敏感。

对于沿试件轴向粘贴的应变计，其敏感栅的纵向部分由于试件轴向伸长而引起电阻值增加，其敏感栅的横向部分由于试件横向缩短而引起电阻值减小。

从而，将一根直的金属丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，粘贴处的应变状态亦相同，但应变计敏感栅的电阻值变化比单根金属丝的电阻值变化要小。

因此，应变计的灵敏系数^比单根金属丝的灵敏系数《8要小。

这种由于敏感栅感受横向应变而使应变计灵敏系数减小的现象，称为应变计的横向效应。

应变计处在平面应变状态下，沿其轴线方向的应变为εx，垂直于轴向方向的应变为εy。

它的电阻变化率是由应变计感受的纵向应变εx和横向应变εy共同引起的，其电阻变化率可表示为

（4-11）

式中，敏感栅电阻的相对变化包含两个部分，它们分别是εx和εy作用的结果。

当εy=0时，可得轴向灵敏系数

（4-12）

同样，当εx=0时，可得横向灵敏系数

（4=13）

横向灵敏系数与轴向灵敏系数的比值，被称为横向效应系数H，可用它来衡量应变计横向效应的大小。

由式（4-12）和式（4-13）可得应变计敏感栅横向效应系数

（4-14）

图4-11应变计机械滞后

横向效应系数的大小除主要取决于敏感栅的结构形式和几何尺寸，还与应变计的基底、粘结剂以及制片时的工艺质量有关，用式（4-14）计算所得的结果与应变计的实际横向效应系数略有差别。

不同种类的应变计，其横向效应的影响也不同，丝绕式应变计的横向效应系数最大，箔式应变计次之，短接式应变计的H值最小（常在0.1%以下），一般应变计的H值在0.1%~5%之间。

4.4.4应变计的机械滞后

在恒定温度下，对安装应变计的试件加载和卸载，其加载曲线和卸载曲线并不重合，这种现象称为应变计的机械滞后。

机械应变是指，在机械载荷作用下试件产生的应变；指示应变是指从电阻应变仪读出的应变计的应变。

应变计的机械滞后量，用在加载和卸载两过程中指示应变值之差的最大值Zj来表示（图4-11）。

机械滞后的产生，主要是敏感栅、基底和粘结剂在承受机械应变之后留下的残余变形所致。

制造或安装应变计时，如果敏感栅受到不适当的变形，或粘结剂固化不充分，都会使机械滞后增加。

应变计在较高的温度下工作时，机械滞后也会显著地增大。

造成应变计机械滞后的主要原因有：

1）粘合剂受潮变质，或过期失效，或固化处理不良。

2）粘贴技术不佳，比如部分脱落或粘合层太厚。

3）基底材料性能差。

4）试件的残余应力以及应变计敏,在制造和粘贴过程中产生的残余应力。

机械滞后的大小与应变计所承受的应变量有关，加载时的机械应变愈大，卸载过程中的机械滞后就愈大。

尤其是新安装的应变计，第一次承受应变载荷时，常常产生较大的机械滞后，经历几次加卸载循环之后，机械滞后便明显地减少。

所以，通常在正式试验之前都预先加卸载若干次，以减少机械滞后对测量数据的影响。

4.4.5应变计的零点漂移和蠕变

在温度恒定的条件下，即使被测构件未承受应力，应变计的指示应变也会随时间的增加而逐渐变化，这一变化称为零点漂移，简称零漂。

如果温度恒定，且应变计承受恒定的机械应变，这时指示应变随时间的变化则称为蠕变。

零漂和蠕变所反映的是应变计的性能随时间的变化规律，只有当应变计用于较长时间测量时才起作用。

实际上，零漂和蠕变是同时存在的，在蠕变值中包含着同一时间内的零漂值。

应变计在常温下使用时，产生零漂的主要原因是敏感栅通以工作电流之后产生的温度效应、在制造和安装应变计过程中所造成的内应力以及粘结剂固化不充分等。

随着工作温度的增加，零漂的产生则主要是敏感栅材料的逐渐氧化、粘结剂和基底材料性能的变化等因素所致。

尤其是高温下工作的应变计，敏感栅材料氧化的速度迅速增加，并出现合金中某些元素挥发的现象，材料的电阻率发生变化，会使应变计产生很大的零漂。

蠕变的产生，主要是胶层在传递应变的开始阶段出现“滑动”所造成的，胶层愈厚，弹性模量愈小，机械应变量愈大，“滑动”现象就愈甚，产生的蠕变也愈大。

4.4.6应变计的应变极限

应变计的应变极限是指在温度恒定的条件下，对安装有应变计的试件逐渐加载，指示应变与被测构件真实应变的相对误差不超过一定数值（通常规定为时的最大真实应变值。

实际上，应变极限是表示应变计在不超过规定的非线性误差时，所能够工作的最大真实应变值。

大多数敏感栅材料的灵敏系数在弹性范围内变化很小，故在一般情况下，决定应变极限大小的主要因素是：

1）粘结剂和基底材料传递应变的性能。

2）引线与敏感栅焊点的布置形式。

3）应变计的安装质量。

选用抗剪强度较高的粘结剂和基底材料、制造和安装应变计时控制基底和粘结剂层不要太厚、适当的固化处理等措施都有助于获得较高的应变极限。

工作温度升高，会使应变极限明显地下降，中温和高温应变计在极限工作温度下的应变极限均低于常温应变计。

4.4.7应变计的疲劳寿命

应变计的疲劳寿命是指应变计在恒定幅值的交变应力作用下连续工作，直至产生疲劳损坏时的循环次数。

当应变计出现以下三种情形之一者，即可认为是疲劳损坏：

①敏感栅或引线发生断路；②应变计输出幅值变化10%；③应变计输出波形上出现穗状尖峰。

疲劳损坏的原因是，在动态应力测量时，应变计在交变应变的作用下，经过若干循环次数之后，其灵敏系数将随应变循环次数的增加而有所改变。

这主要是由于敏感栅的缺陷（栅条上的针孔和裂隙）、内焊点接触电阻的变化、粘结剂强度下降以及应变计安装质量不好等因素所造成。

要提高应变计的疲劳寿命，需特别注意引线与敏感栅之间的连接方式和焊点质量。

4.4.8应变计的绝缘电阻

应变计的绝缘电阻是指敏感栅及引线与被测试件之间的电阻值。

绝缘电阻过低，会造成应变计与试件之间漏电而产生测量误差。

当安装在试件上的应变计通入工作电流以后，绝缘电阻可认为是每段栅