[其他]電感應變片

無效

• 申請號: 86107872
• 申請日: 1986-11-15
• 公開（公告）號: CN86107872B
• 公開（公告）日: 1988-10-05
• 發明（設計）人: 李楚
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 中國科學院武漢專利事務所
• 代理人: 黃慶芳

本發明系非電量電測技術領域中一種測量應變的傳感器-電感應變片。

目前廣泛應用的應變片為電阻式，稱為電阻應變片。它的缺點有：靈敏度低，需要有放大倍數很大的放大器，二次儀表的成本高，再者由于放大倍數高，也就帶來了二次儀表穩定性的困難;應變的量程范圍較小，對變形很大的試件（例如瀝青磚）不能測量;要求電阻絲對連接電纜外皮的絕緣電阻很高，在100MΩ以上，因此不適宜在潮濕環境中使用，用途受到限制;連接的電纜較短，一般為10米左右，在100米以上時易受50周工頻電干擾，不穩定，影響使用;供給應變片的交流供電（載波）頻率不高，一般在10KHz左右，被測振動的頻響不寬;由于電阻片的靈敏度很低及要求電阻片的絕緣電阻要很高，因此要將電阻片緊密牢靠地粘貼在試件上，要求受過專門技術訓練的人員粘貼，以保證電阻應變計的靈敏度和絕緣電阻，使用不方便。

目前電阻應變片的改進型是：將電阻片事先粘貼在金屬基片上并用金屬薄膜密封，總厚度2mm，用特制的鉻鐵將電阻應變片的金屬基片焊接在被測的金屬試件上，例如美國EATON公司的產品。

本發明采用一般電感式傳感器的工作原理及結構組成，改進后設計成一種微型結構的電感應變片;它在一般電感式傳感器的基礎上縮小尺寸，改變成微型扁平狀，使之成為應變片，并帶來一系列優點。電感應變片的結構參見圖1。

本電感應變片包括電感線圈L₁、L₂（圖中1）、線圈骨架2、單磁芯3、連桿4和由聚酰亞胺制成的絕緣基片薄膜5;線圈骨架為帶有彎曲終端的扁筒形線圈骨架，厚度0.3-0.6mm，電感線圈L₁、L₂繞在扁筒形線圈骨架上，制成扁平狀電感線圈，厚度為0.4-1mm（包括扁筒形線圈骨架及空洞的厚度在內）;連桿為帶有彎曲終端8的扁平狀連桿片;磁芯為扁平狀單磁芯片，厚度為0.08-0.2mm;磁芯片裝在連桿片的一端，放入線圈骨架的空洞中，能自由移動;電感線圈L₁、L₂均為單層，匝與匝之間緊靠平繞;磁芯片與電感線圈長度比例為0.3-0.7;扁筒形線圈骨架的彎曲終端用絕緣膠粘牢固定在絕緣基片薄膜的一端，連桿片的終端彎曲端用絕緣膠粘牢固定在絕緣基片薄膜的另一端，以致在線圈骨架彎曲終端與連桿片終點彎曲端之間形成應變（變形）測量用的基距L;當電感應變片粘貼在被測物上產生變形±ΔL時，則基距產生變形±ΔL，磁芯片對兩個電感線圈的中心位置（零點）也隨之產生±ΔL的偏移，應變Σ由下式表示：

±Σ＝±Δ/Ｌ

經過電測線路即可得到應變Σ的大小及正、負方向。圖2（a）為圖1的A-A剖面圖，圖2（b）為圖1的B-B剖面圖;電感線圈L₁、L₂的供電勵磁頻率為100KHz至2MHz。它能粘貼在金屬或非金屬試件上測量應變。

實現本發明所提供的結構實施例見圖1，電感線圈L₁、L₂的匝數相等，用φ0.05-φ0.29mm漆包銅導線繞成;電感應變片長度在150mm以內時，L₁、L₂的匝數分別為20-200匝，在長度為150-400mm時，分別為200-800匝。

電感線圈L₁、L₂的纏繞方向相同，為串聯，即L₁的尾端與L₂的始端相連接，共有三根引出線①、②和③，參見圖3;電感線圈繞成后，外層涂絕緣膠密封，用聚酰亞胺薄膜6將電感線圈覆蓋，該薄膜兩側用絕緣膠粘牢固定在絕緣基片薄膜上;電感線圈的三根引出線穿過絕緣薄膜的三個孔洞引出到絕緣基片薄膜的一端，并用絕緣膠粘牢固定在絕緣基片薄膜上;制成的電感應變片，總厚度為0.6-1.2mm，寬4mm，長6mm;根據測量范圍可加寬至20mm，加長至400mm。

線圈骨架及連桿片均用絕緣材料聚酰亞胺制成;磁芯片的材料是，當電感線圈的勵磁頻率在100KHz-200KHz時為玻莫合金片，在200KHz-500KHz時壓制的鐵淦氧磁芯片，在500KHz-2MHz時為銅箔制成;繞制電感線圈的銅導線，當使用環境溫度為-70℃-+100℃時用高強度漆包線，+100℃-+300℃時用聚酰亞胺漆包線。