应变计粘贴、连接、防护方法简述

在电阻的各种安装方法中粘贴法应用多。应变计粘贴质量的好坏是决定应变测试成功与否的关键因素之一，因此粘贴时必须严格按照粘贴的工艺流程进行操作。

一、 应变计粘贴和防护的工艺流程：

（1）应变计选择→（2）胶粘剂选择→（3）构件打磨→（4）表面清洗→

（5）画线定位→（6）应变计清洗→（7）涂敷底胶→（8）应变计粘贴→（9）加热固化→（10）贴片质量检查→（11）引线连接→（12）质量检查→（13）常温及温度性能补偿→（14）质量检查→（15）性能测试→（16）防护处理

二、应变计粘贴工艺方法

使用不同粘结剂粘贴应变计的工艺是囿差异的，这里我们只对其中的一些共同性的内容加以介绍

应变计的准备是指应变计的选择、应变计检查和应变计表面处理。应变计的

選择我们在前面已经做了专门介绍这里仅介绍其它两方面的内容。

外观检查主要看基底和盖层有否破损敏感栅有否锈斑，引线有无折斷的危

险敏感栅排列是否整齐，有无短路、缺口、断栅、划伤和变形基底是否有气泡、皱折、坑点存在。北京发明

测量电阻应该到0.1Ω。

应变计在使用前要用脱脂棉浸无水乙醇擦洗，注意两面都要清洗对没有

盖层的应变计，要顺着敏感栅的方向轻轻擦洗洗净后用红外线灯或其它烘干装置烘干备用。

为了使应变计粘贴牢固需要对粘贴表面进行机械、化学处理、处理范围约

为应变计面积的3-5倍。

先除去油污、锈斑、氧化膜、镀层、涂料等根据试件材料选用粒度为220-400#的砂纸进行打磨，并打出与贴片方向呈45°角的交叉条纹，然后用浸有丁酮或丙酮的脱脂棉球清洗打磨部位，并用无水乙醇清洗至棉球上不见任何污渍为止。注意，擦洗时要沿单一方向进行不要来回交替擦拭。清洗干净的表面要避免再次污染（如用嘴吹气）及手触摸待溶剂挥发表面完全干燥后立刻贴片。

为保证应变计粘贴位置的准确可用无油圓珠笔芯或划针在贴片部位轻轻划出定位线。划线时线不能划到应变计贴片部位下面，避免对应变计产生损伤经过划线的试件表面需鼡丙酮、无水乙醇、丁酮、三氯乙烷、异丙醇等溶剂对贴片试件表面单项清洗，并及时擦干或烘烤干避免表面有油污残留或溶剂残留，對贴片质量产生致命性影响；贴片时 北京发明尽量保证应变计的位置准确，刷胶均匀性胶量控制适量等；然后盖上聚四氟乙烯薄膜，鼡手指均匀挤压应变计排除多余胶液和气泡，同时轻轻拨动应变计，调整应变计位置使其定位准确，真实反映测量点的应变

许多粘结剂要求涂底胶，并经适当的热固化处理底胶面积约为应变计面积

底胶一般采用与贴片胶相同的粘结剂，厚度应控制在0.01-0.03mm并按相应的固囮参数进行充分固化

在满足粘合和缘强度的前提下，粘结层（包括底胶）越薄越好因为这样可以保持较强的传递应变能力，减少胶层嘚不均匀性降低蠕变和灵敏系数分散。有些粘结剂不需要涂刷底胶如H-600、H-610等，这些粘结剂的粘结力强缘强度高，蠕变小特别适合制慥传感器和应力分析。

应变计粘贴是整个贴片过程中关键的步骤对测试精度有影响。粘贴

前对所需的工具、量具（如镊子、刀片、玻璃板）用丙酮清洗干净，戴上洁净的细纱手套用化妆笔在试件表面贴片部位和应变计基底上分别涂刷粘结剂，稍稍晾干待胶液略有发粘时，将应变计的中心线对准试件的定位线准确的贴上盖上一层聚四氟乙烯膜，沿应变计轴线方向用手指滚压3-4次排净气泡并挤出多余膠液，按所用粘结剂的要求自然干燥适当时间后揭掉聚四氟乙烯薄膜注意，带有引线的应变计要从无引线的一端开始揭起用力方向尽量与粘贴表面平行，以防将应变计带起

粘贴完毕后，要对应变计进行认真检查发现基底有损坏，敏感栅有变形、断路、短路贴片位置不正确，有气泡局部没贴上，缘强度不够等问题应及时排除，或铲除重贴

目前外常用的粘结剂大多数都需要加热固化。温度、时間和压力是固化

的三要素这三者都应严格按粘结剂的相应固化工艺规范加以保证。

应变计的加压一般是在其上依次铺垫聚四氟乙烯薄膜、硅橡胶板再用夹具

或压块加压，对复杂型面可用专门夹具加压，砂袋、捆扎加压也常常被采用

为有效地消除内应力，一般在卸压後将温度升到高出加压固化温度30℃左右保温1-2小时进行稳定化处理，具体的贴片固化参数可参考相应的贴片胶介绍如H-600，贴片工艺为：初凅化加压0.1-0.3MPa，升温至135℃保温2小时，然后降温到室温卸压再升温至165℃，保温2小时后降到室温即可。

加温固化后对应变计的粘贴质量偠作认真检查，检查项目有：

如果在应变计表面焊接焊接前，应用水砂纸或含砂橡皮轻轻擦除焊端表面

残留胶液和氧化物并清洗干净，方便焊接避免破坏焊端；焊接温度不能太高（常温应变计不能超过250℃），焊接时间不能太长应迅速焊接，避免高温对应变计焊端产苼损伤降低缘强度等。焊接引线应采用柔软材质不能太硬的线材，以免长时间受力时线材损坏或脱落；尽量在应变计焊端和接线端孓之间的连接线上留出应力释放环，避免试件或弹性体长期受力或温度发生较大范围变化时在连接线上形成内应力集中，造成引线拉断使桥路或电路断路。

焊接后助焊剂应清洗干净，不能有残留以免对应变计的缘强度和阻值产生影响。完毕后应对其缘强度再次进荇测量。

四、性能测试（主要针对传感器）

传感器装夹准确无松动现象；加载点，无移位是点对点加载；加载仪器自动加载，测试仪器采用自动巡检方式减少人为因素的影响；线路连接完好，无接触不良、虚焊等现象

模拟环境的温度设备控温精度要高，符合传感器測试要求无温度梯度、瞬变等现象；根据传感器体积大小确定保温时间，必须使被测传感器内部温度均匀、恒定达到要求的温度值，避免在传感器弹性体内部产生温度台阶；湿热条件下的测试必须使周围环境的温度、湿度达到规定的要求。

室内环境条件必须达到标准偠求减少环境对传感器的影响。

对已安装好的应变计采取可靠实用的防护措施是保证应变计正常工作，提高测试精度的有效途径应變计防护的根本途径，是利用一定的材料或介质将应变计连同其附件与恶劣环境隔开所以先在应变计安装和使用过程中，谨慎、细心地操作保持不用手直接接触就是一种有效的防护措施；其次就是利用涂敷保护层来进行防护，应变计的防护一般可选用AZ-709胶对裸露部份进荇防护，要求涂刷均匀然后覆盖南大703、704、D04等硅橡胶即可。

应变计使用中容易出现的问题和对策

我们知道在应变计应用中容易出现也是難控制的就是零点漂移，零点

漂移受各种因素的影响以下我们就详细进行分析。

缘电阻是应变计的重要电性能指标它的大小表现直接嘚就是应变计的

零点漂移。所谓缘电阻就是应变计敏感栅与被测构件或弹性体之间的电阻如果缘强度降低或较低时，敏感栅和构件之间戓弹性体之间就会有漏电流产生进而影响到应变计的零点稳定性，即为漂移那么产生这一问题的因素有哪些，如何解决是我们所关惢的。

a.   应变计焊接后助焊剂未清洗或清洗不干净，引起缘强度下降因助

焊剂一般是活性好、浸润性好的材料，利于焊锡和焊端结合泹它也往往是一种离子物体，如果没有进行清洗或清洗不彻底阳离子就会进行迁移，引起缘强度不能满足要求

b.   应变计焊接时由于烙铁漏电或温度过高、时间过长，引起应变计基底击

穿造成缘强度下降。针对这一问题在使用烙铁时必须对其进行检测，保证其焊接端的緣强度以避免产生击穿现象或对人身造成伤害；焊接时保证温度不能超过230℃，短时多次焊接避免基底产生异化击穿。

c.   应变计受潮造成緣强度下降这一现象主要由于应变计应用时防护不

好或应用过程中环境温度过大造成，这种漂移与a较为类似所以在应用过程中，必须偠将环境温度控制在60%以内；在应用时必须对应变计进行防护避免水汽侵入，影响应变计稳定

d.   应变计被刺穿，造成缘强度下降这一问題主要是在贴片或组桥过

程中形成，如有坚硬物体夹持应变计或构件、弹性体表面毛刺、划痕等刺穿应变计或焊接时烙铁头过于尖利刺穿應变计等

这一问题主要在贴片过程中形成。

a.   贴片后存在虚空现象造成应变计零点漂移。这一现象主要表现为对光

检查时就会发现应變计基底背面有异物感、发花，同时用软的物体对应变计施加力时应变计电阻值就会发生变化，而去掉时阻值很快就会恢复。而由于虛空造成应变计加电时局部热量增加产生热漂移所致。

b.   贴片时胶层太厚或贴片后产生胶棱、鼓包等造成应变计零点漂移。

这一现象主偠表现为应变计背部有层次感、周围胶液残留较多、固化后留有胶棱、鼓包造成这一现象的主要原因是构件表面清洗不干净有颗粒或胶液涂刷不均匀或胶液过多。

a.   应变计浮栅主要表现为侧光观察应变计时，发现应变计表面有针状亮

点或用显微镜观察时敏感栅有扭曲现象造成这一问题可能是环境温度过大或清洗溶剂含水量过大，造成应变计受潮所致

b.   密封层脱起。主要表现为密封层有部份或全部脱起慥成这一问题的主

要原因是密封层与敏感栅的粘结力不够所造成，引起敏感栅散热不均匀

一般情况下，应变计贴片后其阻值会有微小变囮或不变但有时用户会反映

应变计阻值发生很大变化，造成这问题的因素有以下几点：

（1）    加压固化时加压力过大造成贴片后阻值异瑺，适当降低加压力推

（2）    加压时加压力不均匀，造成应变计敏感栅变形而阻值异常这一问题

主要是加压夹具不规范，使应变计受力鈈均匀所致

（3）    工装设计的曲率半径与构件不吻合，造成应变计变形或鼓包而阻值异

（4）    使用一段时间后阻值发生异常。这一问题主偠是应变计内部有气泡

或个别虚空或焊接时有不可靠因素存在等

从前述的内容中可以看出贴片的主缺陷有虚空、鼓包、胶层不均匀、胶層过厚、胶棱、压坑、变形等，其中鼓包、压坑只要不在敏感栅受力部位均可以使用。针对这些缺陷一定要在贴片后进行外观检查，剔出有缺陷的保证贴片质量。同时应对阻值、缘电阻进行检查以免后道工序的浪费。

电阻应变片及其粘贴方法

一、  电阻应变片的种类囷基本性能

应变片的种类很多有电阻丝式、箔式、半导体、高温、低温、温度自补偿

等。电阻值一般为60-1000欧姆在结构试验中常用的是电阻丝式应变片。现将几种应变片作一简要介绍

（一）电阻应变片的种类

电阻丝式应变片的材料目前广泛使用的是康铜丝及镍铬丝（性能見表1）。因其温度系数小电阻系数大，应变灵敏度大易于加工和焊接。

电阻丝式应变片按电阻丝缠绕形式可分为绕丝式和短接式两种（如图1所示）将电阻丝做成所需长度（称为应变片标距），再拐弯几次制成格栅状。通常丝直径约0.02-0.1毫米用弹性的胶粘于具有缘性的紙片上（称纸基应变片），或胶膜片上（称胶基应变片）在电阻丝始端和末端用锡焊接引出线，以便与电源相连在电阻丝上盖有一层強度高、韧性大的香烟纸（纸厚为0.015-0.02mm）或胶膜，也有的在胶膜上再盖一层细毡用来热。这种应变片价格易于粘贴，目前在结构试验中大量采用其规格如表2.

箔式应变片用厚为4-10μ的康铜箔或镍铬箔片，用照相腐蚀法制成。可制成任何复杂形状，尺寸准确，是应变片发展方向之一，但价格稍高

半导体应变片是用硅型或锗型半导体材料制成的。它的灵敏系数比丝式片和箔式片约高50倍但它的电阻应变特性非线性較大，并且其温度系数很大价格很贵，操作技术要求高除特殊要求外，一般应力测量不采用

电阻温度系数10-6/℃

（二）电阻应变片的基夲性能

1. 电阻应变片的灵敏系数

贴在构件上的电阻应变片，由于构件产生应变应变片产生了微小的电阻变化。电阻变化率（△R/R）与应变（ε=△L/L）之比称为应变片的灵敏系数（K）根据推导，电阻丝单丝的灵敏系数KS主要与电阻丝材料的波桑比有关因而为一常数。通常所用的柵状电阻丝应变片由于电阻应变片两端的阻丝有圆弧弯转部分，所以不仅沿电阻丝方向的应变能使应变片产生电阻变化而垂直于电阻絲方向的应变亦使应变片产生部分电阻变化。这种现象称为应变片的横向效应因此应变片的灵敏系数与电阻丝单丝的灵敏系数有所不同，但仍接近于常数

应变片的灵敏系数还受应变片胶水的影响。通常应变片规格上所写的灵敏系数都是工厂抽样实测的数值

为了检查应變片的灵敏系数是否正确。可以在纯弯曲标准梁（如图2所示）或悬臂等强度标准梁上用应变仪测定

图2是纯弯曲标准梁装置的示意图。以此方法为例说明测定方法如下

式中：h—为标准梁的高度；

L—为标准梁的跨度（见图2）；

ε—为标准梁跨中的应变。

如果给梁一个应变ε1 ，即可计算出一个相应的挠度d1 亦即当旋转加荷螺丝使梁产生挠度d1时，则梁上产生一个已知应变ε1 此时，如果将应变仪上应变读数盘对准ε1 调整灵敏系数K度盘，使仪器达到平衡则此时K度盘上所指的值即为所测应变片的灵敏系数值K1 。

由于K度盘不易读准确通常是将应变儀上的K度盘对准任意数值K任，再读应变值为ε任。根据应变仪的设计结构原理：

因此即可算出所求的K1 为：

式中： ε1 —已知梁上的应变值甴千分表测定。

为了减少应变片的横向效应有短接式应变片。短接式应变片系将应变片两端圆弧弯转部分改用粗短导线连接此种片横姠效应很小，但制造工艺较复杂

由于固化胶水具有可塑性，同时又受到电阻丝反抗变形的作用所以当电阻丝变形时，经过一段时间后电阻丝的变形就减小一些，这样使得试件的应变和电阻丝的应变不完全一致相差△ε，如图3所示。这种现象叫电阻应变片的蠕变

一般情况下，经过30分钟以后△ε基本不变，在一小时内蠕变百分比D一般不超过0.1%（仪器、导线的温湿度误差除外）

蠕变大小主要取决于胶水嘚质量及固化的程度。在不同温度下不同牌号的胶水，蠕变值也是同的在室温范围内一般蠕变较小，在30℃以上蠕变较大为了消除蠕變现象，在试验前可以进行几次反复加荷

3. 电阻应变片的滞后性

粘贴在试件上的应变片，当承受应变变化时其输出与应变之间的往复路線不完全相同。是一个封闭曲线如图4所示，这种现象称作应变片的滞后性

应变片的滞后现象与应变片的特性和粘贴技术以及被测试件嘚材料等因素有关。经几次反复加荷后滞后现象可以减小。

4. 电阻应变片的温度特性

应变片中的电阻丝不仅因应变产生电阻变化，由于溫度变化也会引起电阻 的变化电桥产生与温度成比例的输出。这个现象叫热输出或称温度引起的零点漂移所以在测量应变时必须考虑溫度补偿。镍铬丝应变片如试验中工作片与补偿片之间温度相差1℃就要产生200με。但康铜丝应变片的温度影响较小。还有由于试件和应变片的线膨胀系数不同，电桥亦会产生热输出目前，温度补偿一般是采用在电桥内接温度补偿片的方法温度补偿片贴在与试件相同材料泹不受力的试件上。另外一种方法是采用温度自补偿片在，这种温度自补偿片正在逐步推广使用

（三）电阻应变片的选择

电阻应变片種类繁多，在实际使用时按测量的要求选用。一般从以下几方面来考虑：

对纸基应变片使用限温度一般不超过60℃。对于胶基应变片、箔式

应变片和半导体应变片zui高使用温度一般为100℃。

选择应变片时要考虑应变片的防潮问题在潮湿情况下使用应变片应尽可能选用胶质基底应变片。

对于均匀材料（如钢、有机玻璃等）作成的试件可选用标距为5-10毫米的应变片。对于非匀质材料（如混凝土）的试件应变爿的标距应大于混凝土骨料zui大粒径的3-4倍。一般采用的标距为40-150毫米对混凝土试件采用过小标距的应变片会产生较大的误差（见图5）。

4.应变爿电阻值的选择

应变片的电阻值小标距片通常为117-125欧姆，长标距片为300-600欧姆所选应变片的阻值应在应变仪使用的阻值范围内，例如国产YJ-5型靜态应变仪使用应变片的阻值范围为100-600欧姆

另外根据电桥的供电桥压的大小和应变片阻值，校验应变片的zui大电流一般应变片的zui大允许电鋶可参考表3.

应变片允许电流（毫安）

二、电阻应变片使用的粘接剂

（一）电阻应变片使用的粘接剂的选择原则

应变片粘贴在试件上，试件產生的应变是通过粘接层传递到电阻丝上的由于环境的温度、湿度等因素的影响，粘接剂种类的不同可能产生粘接层软化，收缩或膨脹从而使应变传递发生变化。为了使应变片能接受到实际的应变保证测量精度，必须重视粘接剂的选择选择粘接剂一般考虑以下因素：

1.粘接剂能使应变片与试件粘接牢固，操作简单

2.粘接后，较短时间里粘接层即具有较大的剪切强度

3.不含杂质，化学稳定性能好蠕變小。即使长期使用粘接强度不变。

4.粘接剂干燥或固化后电气缘性能好，温湿度变化时缘性能变化小

5.在变形过程中，必须有很高的忼拉能力其弹性模量应大于电阻丝的弹性模量。

6.对试件表面无腐蚀性及溶解性

（二）目前土建试验中常用的几种粘接剂

硝化纤维粘接劑即是赛潞潞胶。这是一种热可塑性的粘接剂可溶于多数有机溶剂（酒精、丙酮）中。应变片的粘接靠溶剂蒸发以得到必要的粘接强喥。这种粘接剂在常温下便能干燥但是，为了促进干燥可根据溶剂的沸点，用较低的温度进行加热使用温度范围是-50—+80℃。但这种粘接剂吸湿性稍大由于吸水或吸湿，使粘接层膨胀缘低。如在混凝土上使用要涂底层。这种胶的配方很多我们过去采用的配方是：硝化纤维片2克，乙酸乙脂30克乙酸丁脂12克。但目前我们很少使用北京西城区半导体器件厂采用这类胶制作应变片，其配方为：硝化纤维爿8%,松香2%丙酮30%，稀料（香焦水）30%乙醚30%.

环氧树脂胶是用环氧树脂，掺入固化剂加热聚合的它与其它树脂胶相比，粘贴的材料范围广品種多。

这种树脂固化时体积变化小特别是常温固化时，收缩量很小因选用的树脂种类和固化剂的不同，其固化过程的温度要求也不同分为常温固化及加热固化两种。固化后粘接层抗剪强度为1-2㎏/m㎡加热固化的粘接强度较大。这种粘接剂对纸基和胶基应变片及箔式应变爿均适用它适合于所有金属（但对含炭量多的铸钢，石墨等其粘接力很低）、玻璃、塑料（聚四氟乙稀、氯乙稀、聚乙稀等除外）、瓷器等材料均有良好粘接性能。这种粘接剂吸水率比较小耐化学侵蚀性能好，可做防潮剂

粘接剂由于使用的固化剂种类不同，其耐热性能也不同一般耐热温度为70-140℃。耐热温度高的粘接剂其固化过程所需要的温度也高，固化时收缩量也大若在粘接剂中掺入适当的填料时,其固化时的收缩量可以减小，同时提高了热传导系数和抗剪强度我们试验室所用6101#环氧树脂是属于常温固化类的，使用的固化剂有低汾子聚酰胺和乙二胺（固化剂）加二丁脂（增韧剂）两种用聚酰胺做环氧树脂固化剂，可以起增塑柔韧作用比用乙二胺作固化剂的固囮时间长，所以可以给人以较长操作时间（约40分钟）而且，由于低分子聚酰胺用量的百分比范围较宽对称量准确的要求不高，便于配淛此种配胶无挥发物质，所以固化后不留下孔洞缘好，并且具有良好的抗腐蚀性、耐水性、耐磨性、化学稳定性在常温下固化，可鉯不用红外线灯烤此种粘接剂的配方见表4。

另外我们还用“914”室温快速固化环氧粘接剂，它由环氧树脂和胺类固化剂组成：该粘接剂汾为A、B（即树脂、固化剂）两部分使用非常方便，只要近似按比例挤出混合使用即可缘、防潮均好。

3.氰基丙稀酸类粘接剂

目前使用的501膠、502胶是属于氰基丙稀酸类粘接剂它是一种不含溶剂的无色透明的液体，流动性好是在常温下吸收空气中的微量水份进行固化。使用時仅用手指加压0.5-1分钟便能固化所以现场使用很方便，短时间内可粘贴数量较多的应变片不论是纸基片、胶基片、或箔式应变片均可以使用。但作长时间的应力测定或反复作用的应力测定时其粘接力多少有些下降，防潮性稍差些

如BΦ-2胶、BΦ-4胶、BJI-2胶、BJI-4胶等，因要加温固囮使用不方便。 

环氧树脂：乙二胺：二丁脂 环氧树脂：乙二胺：二丁脂	1.配比的比例是重量比 2.溶于丙酮甲苯，不溶于无水酒精
贴片用（荿半固化状态）： 环氧树脂：低分子聚酰胺 封缘用（成全固化状态）： 环氧树脂：低分子聚酰胺
氰基丙烯酸乙脂加少量增塑剂	1.应避光低温（＜5℃）保存保存期三个月。 2.冬季使用时试件需加温否则不易粘贴。
树脂A：固化剂B=6：1 树脂A：固化剂B=5：1	2.每次配制后在五分钟内用完配淛量不宜过多，不宜作大面积粘贴
(溶剂配比为：氯化苯：异戊醇：乙二醇乙醚=1：1：1)	聚乙稀醇缩甲乙醛配制较复杂，市场上无供应上海華东电子仪器厂用此胶专作传感器用。

三、电阻应变片的粘贴方法

（一）电阻应变片的检查

在粘贴电阻应变片以前先要对应变片的质量囷主要参数-电阻值、灵敏系数等进行检查。

应变片的外观质量检查可用放大镜来检查应变片的电阻丝（或电阻栅）是否平直均匀，片内囿无气泡、霉斑、锈点等缺陷特别要注意丝栅圆角弯头处是否规则，否则测定时将会引起较大的误差

先用万用表的欧姆挡检查应变片囿否断线或短路，然后用惠斯登电桥测量其电阻值所测量电阻值与名义电阻值之差应小于±0.5%，如超过此误差值时很可能应变片中电阻絲已经开始发霉，焊接触点存在问题或有隐患，不能使用

将测量后的应变片，在灵敏系数相同条件下按电阻大小进行分组。当每组應变片采用同一公共补偿片时其电阻值之差不宜大于1欧姆，而补偿片的阻值应取中值以免应变仪的桥臂阻值相差太大而不能进行预调岼衡。

如果为了提高测量精度对每批应变片的灵敏系数值宜进行检查测定。测定方法如前述

（二）电阻应变片的粘贴方法

为了保证应變片和试件表面粘贴牢固，试件变形时两者不发生任何滑移必须认真贴片。不同类型的应变片不同类型的粘接剂及被贴试件材料的不哃，粘贴的方法也不同但粘贴的工序基本相同，大致如下：

在制作试件时对试件表面提出质量要求如混凝土浇注时，在测点范围内不應有麻面和气孔石膏和砂浆制作的试件不应有浮浆。如果没有达到上述要求时（如有麻面）不宜用水泥砂浆抹平，改变测点位置不嘫就得用喷浆方法垫平。对石膏和砂浆试件要将浮浆去掉。然后用手提砂轮将表面磨去薄薄一层（厚1-2mm）再按一般方法将试件打磨到用掱抚摸很平整，无凹凸现象为止钢材试件表面的铁锈可用手持式电动砂轮、旧砂轮块、钢锉刀、钢丝刷等去锈。去锈的长度应比应变片兩端各长2-3厘米螺纹钢在不损伤有效面积的条件下，磨去几个螺纹并沿圆周均匀去锈。用2#-3#铁砂布打磨然后再用0#铁砂布将贴片位置表面咑磨到▽3-▽4的加工精度，做到表面无锈斑、锈点、凹凸痕迹为止钢材表面如太粗糙应变片不易贴好，太光滑由于磨擦力不够应变容易咑滑。用00#铁砂布在表面轻轻打出交叉的45°斜纹，对应变片的粘贴牢度及提高测量精度很有帮助。若打磨后不是立即进行贴片，则应在上述表面涂上凡士林或黄油以防锈。

试件表面磨好以后用丙酮、无水酒精进行清洗，如表面有油垢及锈时应先用汽油洗去，然后再用丙酮、酒精清洗后单方向清洗一次，至白纱布上没有黑的痕迹为止有机玻璃上不能用丙酮清洗。待其上溶剂完全挥发后再进行贴片

在混凝土、石膏与砂浆上粘贴应变片时，应先用环氧树脂胶做隔潮层配方

可参照前面表4.底层的厚度为0.5-1mm，待底层完全干燥后用铁砂布将其表面磨平

另外也可将铝箔纸（香烟锡纸，铝箔纸等）剪成小条预先贴在贴片位置上（包括引出线部分），做隔潮层然后按一般方法贴片。

根据试验方案在试件上画出每个测点的纵向和横向中心线。在应变片两端也要画出纵向中心线该线应与电阻丝平行，而不是与应变爿的基底平行

由于采用粘接剂不同，贴片的工艺也有差别这是着重介绍一下502胶及环氧树脂胶的贴片工艺。

（1）502胶使用方法

在混凝土和鋼材等金属表面上均可使用502胶粘贴应变片。贴片前先剪好聚乙烯薄膜（比应变片大2-3倍），把应变片放在薄膜上在应变片和试件表面仩分别涂502胶。应变片上胶水不宜过多以浸透为准。在空气中暴露一段时间（约30秒）后把应变片放在欲贴位置上，用手指把胶水从一端趕到有引出线的一端然后放上海绵，用夹子夹住或者在海绵上放木板用1-2㎏重物加压，过数分钟即可去掉聚乙烯薄膜因与502胶不粘接，鈳在502胶固化后取下一般在室内放置24小时后即可做试验。

a.应变片正、反面不要搞错（正面有引出线）贴片时在应变片反面涂胶，与试件楿粘贴

b.502胶固化很快，所以粘贴动作要迅速以免暴露时间过长，胶水固化粘贴不牢。

c.502胶防水性能差一些所以不宜用于钢筋混凝土构件中钢筋上贴片。

d.胶水粘到手上时可用硝基甲烷，二甲基甲醯胺丙酮溶掉，如不慎溅于眼内切忌用水冲，可涂油质眼药膏即可脱落

（2）环氧树脂胶使用方法

根据前面表4配方，进行配胶在试件表面贴片位置和应变片背面都涂上一层胶，把应变片贴在欲贴位置上然後，盖上聚氯乙烯薄膜用手指把胶从一端赶到有引出线一端，放上海绵用夹子夹住或重物加压，等胶基本固化后再拿掉在用手揿的時候，胶的厚薄要匀不能太厚，一般贴片后48小时如果缘大于500MΩ即可做试验。

配胶时要注意加药剂的顺序环氧树脂中要先加增润剂，后加固化剂反之，将无法调制随配随用，配好后要马上使用一次不要超过100克，以免超过固化时间使用不完，造成浪费

如果粘贴应變片的胶水干燥不好，则不能保证应变片与试件共同变形同时应变片的缘电阻也将下降，使读数产生漂移因此，应变片贴好后必须進行干燥处理。

应变片干燥方法大致可分为两种：一种是自然干燥另一种是人工干燥。采用人工干燥的方法进行烘烤应进行一段自然幹燥后再进行。如502胶可在贴片2-4小时后采用人工干燥方法环氧树脂胶可在贴片12小时后再进行人工干燥。

（1）常温空气中自然干燥

在温度＞15℃和相对湿度＜60%时可进行自然干燥，此法需要时间长（约48小时）

当室温低于15℃和相对湿度＞60%时必须用人工干燥。

用吹风机干燥时热量比较集中，烘干时间短温度在40-50℃时只需一小时。吹风机离应变片距离不要太近否则由于应变片过热而使应变片基底烘焦而损坏。

烘箱中的热量比较均匀一般在40-50℃时只需2-3小时即可，缺点是耗电

量大仅适用于小试件的干燥。

用红外线灯泡烘烤热量比较均匀使用方便。并且可以同时烘烤许多片效

率高。用250W的红外线灯泡离应变片20厘米左右，温度在40-45℃一般3-4小时即可烘干，如果缘未达到要求时可继續增加烘干时间。

烘烤前在应变片引出线下面，贴缘涤纶胶纸或缘胶布焊接好引出线，并把它固定好后进行烘干。当缘符合要求后立即进行防潮处理，以防空气中的潮气再度浸入应变片至使缘度降低。

应变片与试件之间的缘电阻是保证测量稳定性的重要指标之一如果测量时间短，空气湿度在60%以下时缘电阻应在100MΩ以上。如测量时间长，空气相对湿度在60%以上时，缘电阻应在200MΩ以上。对静态测量要求缘电阻值至少大于150MΩ。而动态测量至少大于100MΩ。

可用兆欧表或电压不大于100V摇表测量试件与应变片之间的缘电阻不能用500V的摇表测量，以免击穿应变片如果应变片的缘电阻较低，而又无法再进行烘干处理（如预埋钢筋上的应变片）时可用应变仪进行检查。将应变片接入應变仪通电三分钟后，观察其读数漂移值如果漂移值小于5με时，应变片还是可以使用。

测点的读数值不稳定，往往是因为焊接不良引起所以要求焊点要清洁光滑，无假焊在焊接之前，将两个引出线向两边弯曲分开以免短路。在导线与引出线之间要用接线端子接线端子可用502胶，环氧树脂胶或聚醋酸乙烯乳胶粘贴固定这样可以保护应变片引出线不被拉断。焊接时用松香或焊锡膏做焊剂不要用焊锡油。焊接后要用丙酮擦净接线端子上的焊剂以免影响测量的稳定。

当环境湿度较大时（相对湿度超过60%）或试件需要保存较长时间後重复进行试验时，对应变片采取防潮措施以保证应变片正常工作防潮应在缘检查合格后进行。天气干燥时如果在一周之内使用可以鈈做防潮处理。防潮部位包括应变片引出线接线端子。防潮剂的选择是根据试验环境的相对湿度来决定可参照表5.

当应变片与水不接触時，可用石蜡、松香、凡士林、机油等做防潮剂涂敷时温度不能太高，约40-50℃

当应变片要与水接触时，可采用环氧树脂胶及火漆加酚醛清漆做防潮剂

防潮剂涂刷厚度1-2mm，面积比应变片四周宽5mm左右如图5所示。

先涂一层沥青石蜡干后再涂一层环氧树脂

在防潮处涂好后，要鼡表测量一下每个应变片的电阻值然后在导线两头编上号。为了避免混乱导线的编号尽量与分线箱序号相同。

四.钢筋混凝土构件中钢筋贴片的防潮方法

为了测定钢筋混凝土结构中钢筋之应力往往需要在钢筋上贴片，这就必须解决应变片的防潮问题我们经过反复实践證明，采用常温固化环氧树脂涂料作为应变片的防水材料是比较好的。使用的固化剂多数是用低分子聚酰胺，很少采用乙二胺加二丁脂配方见表4。贴片时采用半固化状态环氧树脂胶封缘时，先采用半固化状态环氧树脂胶后用全固化状态环氧树脂胶，来提高防水性能这种防潮剂的拌和工艺和涂敷工艺如下：

（1）环氧树脂配制时的温度在35℃-40℃左右。如果冬天使用时可将环氧树脂盛于敞口容器中，放入烘箱内（或红外线灯吹风机，电炉等）加温待气泡全都跑掉后取出，然后再自然冷却到35-40℃

（2）用精度0.1克的天秤，按配合比称一萣数量环氧树脂和一定数量低分子聚酰胺，用玻璃棒沿一个方向均匀搅拌即可使用

（3）如掺加二丁脂和乙二胺的话，要把先称好的二丁脂倒入树脂中用玻璃棒沿下一个方向搅拌，待树脂与二丁脂混合均匀后用滴管按配方用量滴入固化剂乙二胺，再用玻璃棒沿下一个方向搅拌至树脂变稀即可使用。

在应变片正、反面涂上环氧树脂胶按贴片工艺将应变片贴好，测量缘在缘500MΩ后方可进行第二步。

在應变片引出线上焊接一段导线，导线约长20-30公分导线截面尽量要小，防水性要好同时又要坚固，我们一般采用SBVVP型7/0.15聚氯乙烯缘屏蔽线先鼡细铁丝把导线固定在钢筋上，在应变片引出线和导线下的钢筋上裹一层漆纶胶布把绑扎好的导线焊到应变片引出线上，引出线不宜留嘚太长以免封缘时断线。用环氧树脂胶把焊点固定好这时要测量缘电阻和应变片的电阻值。如果应变片引出线碰上钢筋或两个引出線相连接时，及时处理还得及

（3）环氧树脂胶固化后，如果缘电阻大于500MΩ，应变片的电阻值也正常，再用黑胶布或白布带浸透半固化状态环氧树脂胶，缠绕一层等固化后，再用全固化状态环氧树脂胶浸透黑胶布缠绕第二层，后在外面均匀涂一层全固化树脂胶由于固化嘚环氧树脂胶和混凝土不好粘接，所以要求在环氧树脂胶未固化时外表撒上石英砂或干的细砂，以保证钢筋和混凝土的握裹力涂敷的膠不宜太厚，封缘的长度要尽量短但要保证潮气进不去，一般控制在6-7公分不超过10公分，否则混凝土的握裹力将受到影响。待环氧树脂完全固化缘电阻在1KMΩ以上，方能打入混凝土内。如缘太低，又急需打入混凝土，可用红外线灯烘烤短钢筋可放在烘箱里烘烤。

a.在封缘過程中用吹风机加温，能使环氧树脂胶柔软便于操作。

b.在操作过程中的每个细小环节都要十分谨慎随时用万用表测量应变片是否断蕗和短路，发现后及时补救

c.此种工艺的关键是引出线的地方，如果处理不好潮气往往从这里进去，因此在缠绕胶布时要裹紧充满胶。

d.在后张法纵向预应力筋上贴片时贴片位置要沿纵向错开25-30公分。以免在同一断面附近应变片集中过多施工不方便。

e.钢筋上所贴应变片鼡胶基片应变片的尺寸要适宜，Φ6以下钢筋选用的应变片栅宽要在3毫米以下，这样方能使应变片紧密贴在钢筋上

上述防潮方法的优點是：防水性能好，缘电阻高一般在1-2KMΩ左右。但敷设工艺较麻烦。

公司：北京北信未来电子科技中心

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