14、应变片与力和力矩传感器的测量原理

应变片与力和力矩传感器的测量原理

1. 放大器电路特点

放大器采用反相和同相输入，以放大两个信号之间的差值，这种电路可补偿零偏移。高增益电路通过多个放大器级进行反耦合，即输出信号部分反馈到反相输入，从而提高稳定性、线性度和动态响应。与载波频率测量方法相比，该电路更易受热应力和零偏移影响，但在振动测量中，这些长期稳定性问题通常是次要的。放大器电路对电源线噪声（市电噪声）和高频干扰更敏感，不过可通过屏蔽和接地来控制。

直流测量放大器相对于载波频率放大器的主要优势在于更宽的频率范围和更高的边缘陡度，使其成为高动态测量任务的首选电路。

2. 应变片的应用与校准

2.1 应变片应用

应变片只有与测量对象相互作用时才能视为测量传感器，因为应变测量是在测量对象（结构、部件等）上进行的。应变片在测量对象上的应用决定了测量质量，这需要高度的细心、谨慎和经验。具体操作步骤如下：
1. 准备粘结区域 ：使其呈现金属光泽，按特定方式粗糙化，然后去除灰尘和油脂。
2. 选择粘结剂 ：主要使用基于氰基丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或环氧树脂的粘结剂。
3. 粘贴应变片 ：通过箔片按压应变片，以获得尽可能薄的粘结膜。
4. 接线 ：粘结剂固化后进行接线，若使用已有接触引线的应变片则无需此步骤。
5. 测量电阻 ：焊接工作完成后，需确定应变片的接触电阻和相对于测量对象的绝缘电阻（室外安装时 >2000 MΩ，实验室条件下 >