什么是应变？

应变是部件或结构在应力下长度的相对变化。这可以包括伸展（伸长）或收缩（压缩）。应变可能是由施加到结构上的力或力矩（机械应变）以及温度变化时的热膨胀引起的。通过应变传感器进行间接力测量可确定机械应变。

如何计算应变？

长度的相对变化被描述为以[m/m]为单位的应变ε，定义为长度Δl的[敏感词]变化与总长度l0的比值。应变没有尺寸。

应变的单位符号是 ɛ。由于监测组件时会出现小应变，因此应变以 [μm/m] （1 μm = 10-6 m） 为单位给出。在欧洲国家，菌株主要以 [μm/m] 为单位，而在英美国家，微菌株或微ε [μɛ] 更为普遍。

如果一个组件被扩展，它被称为阳性应变。如果组件被压缩，则应变为负。
 

为什么要测量应变？

在大多数情况下，测量应变以确定磨损程度，从而确定材料的张力通过机械应力。同时，应变的测量还可以提供有关引起应变的力的信息。这使得应变测量成为确定大力的明智替代方案。在实验室环境中，应变片通常粘在组件上。然而，在批量生产中，使用旋入式应变传感器为间接力测量创造恒定、高质量的条件更容易。

使用应变传感器进行力测量如何工作？

对于较大的力范围和刚性结构，应变传感器是力传感器的合适替代品。与力传感器相反，应变传感器不直接安装在力流中，而是拧在相应组件的表面上。机器结构上的应力会导致变形。通过测量表面应变，应变传感器可用于轻松扣除有效力。通过应变传感器进行间接力测量可以使用小型应变传感器经济高效地确定大力。

 

使用应变传感器进行间接力测量

 

使用力传感器直接测量力

除了外部旋入式应变传感器外，还有通过钻孔确定应变的版本。根据系统设计，这可能很有用。

 

力测量 – 何时使用应变传感器，何时使用力传感器？

应变如何导致力？

每个受力 （F） 的部件都会承受特定的应变 （ε）。在线弹性区域中，该应变始终取决于材料的E模块（E），材料的横截面积（A）和力。使用这三个参数，应变可以计算如下：

 

使用等式

 

有了这个方程，也很容易推导出相应的分量应力。这些计算基于胡克定律。在简单的形式中，胡克定律确定应变ε [m/m] 和应力σ [N/mm 的直接比例2]基于其弹性模块E [N/mm]的特定材料2].

部件的机械设计和材料选择基于发生的机械应力。对于强度低的钢材料，允许较低的应力和应变。对于高强度钢材料，允许更高的应力和应变。

应变传感器具有不同的测量范围，涵盖预期的应变。

电子模块

除了几何形状和力之外，组件的经验应变也始终取决于组件的材料。这里的决定性参数是E模块（弹性模块）。它描述了实体在线弹性区域变形过程中应力和应变之间的比例关系。材料的刚性越高，其E模块就越高。应变传感器常用回火钢的E模块为E = 210，000 N/mm2.

铝的E模块约为70，000 N/mm2;硬橡胶的E模块为5 N/mm2

计算示例：从应变到力

应变传感器上测得的应变： 240 μm/m

钢棒宽度 20 mm x 20 mm -> 横截面 A = 20 mm x 20 mm = 400 mm2

F= 400 毫米2x 210，000 牛/毫米2x 240 x 10-6 米/米 = 20.160 N

应变传感器如何工作？

 

使用基于应变片的应变传感器，力的机械参数分四个步骤转换为电信号。起点是因施加力而变形的组件。这种变形通过与应变传感器的摩擦连接传递。反过来，应变传感器具有由回火钢制成的弹簧波纹管，外部应力在材料表面上引起应变。使用施加在弹簧波纹管表面的应变片测量应变。应变片将机械应变转换为电阻变化，并充当机电转换器。由于电阻的这种变化，它们会产生与应变成比例的电压变化。借助各个应变片与惠斯通电桥的智能连接，即使是小的应变也可以测量。

 

应变片机械电变流器如何工作？

应变片是Fortico和应变传感器的核心，用于检测材料表面的应变。它们通常由支撑膜（聚酰亚胺）、由康铜制成的蜿蜒形状的测量网和覆盖层组成。应变片将机械应变转换为电阻变化，并充当机电转换器。应变片的电阻变化成比例发生，称为k因子。

设计 用于传感器结构的金属应变片有多种设计

可供选择。除了典型的线性应变片外，其他典型设计还包括T型应变花应变片、应变花应变片和剪切应变片：

什么是惠斯通电桥电路？

惠斯通电桥电路是一种特殊的电阻器电路，可以帮助[敏感词]测量电阻变化。在传感器结构中使用的全桥电路中，四个应变片始终以特定的结构连接。桥式电路由两个并联开关的分压器组成，并配有桥式电源UB作为共同的力量来源。

 

在惠斯通电桥电路的帮助下，可以[敏感词]检测小的电阻变化。单个电阻的变化导致电桥不平衡U一个，可以很容易地测量。电桥的测量信号按比例运行，与电源电压成比例。应变片应变传感器的典型测量信号范围为 0.4 ...3.0 毫伏/伏

应变传感器是否耐疲劳？

在机械方面，Fortico应变传感器在整个应变范围（例如 +/- 10 μm/m）下至少可承受 500 万次疲劳循环。通过这种方式，可以监控具有大量循环次数的过程，并在正向和负方向上加载。

应变传感器的基本类型有哪些？

Fortico应变传感器产品组合具有近乎无限的应用潜力。应变传感器适用于狭窄区域、标准工业应用以及恶劣的户外应用。

微型应变传感器

适合安装空间有限的应用场合

适合恶劣的工业环境

带接插件的无源传感器

应变传感器性能

针对 ≤250 至 ±2000 μm/m 的小型和大型测量范围进行了优化

市场上[敏感词]的刚度 对机床结构的影响降至[敏感词]

集成放大器电子元件，用于特定应用的参数设置

工业室内应用

 

标准应变传感器

测量范围 ±500 μm/m

集成放大器电子元件，用于特定应用的参数设置

工业室内应用

适合在苛刻的户外环境中使用的坚固型应变传感器

应变传感器

防护等级：IP69K

久经考验的proTect+长久密封设计

防腐等级：C5-M

内置放大器