应变片装夹技术

概述
所有有机的应变计粘合剂都需要加载一些形式的夹紧压力，并保持于整个固化过程中。对于快速固化的M-Bond 200粘合剂，只需用拇指或其他手指施加固化压力并保持至少1分钟。但是，M-Bond 200不推荐用于高温或长期的应变测量。对于这些应用，或者当应变计必须安装在受限制的地方，诸如管道或孔洞内，通常选用环氧的或环氧酚醛树脂粘合剂。

若使用环氧基的粘合剂，在固化时常常需要保持特定并且持续一致的装夹压力。所有的Vishay Micro-Measurements应变计粘合剂附随的指导说明书中，包含各种情况下推荐使用的装夹压力和固化周期。因为固化过程通常需要几个小时，并可能包括有升温过程，所以装夹设备物理稳定，并能在所需时间内保持特定的压力，显得非常重要。

本操作手册将介绍一些常规的和非常规的应变计装夹方法和装夹部件。

装夹部件
机械装置往往能得到稳定且不变的装夹力，很明显是取决于测试对象的本质和应变计的粘贴。有时一个简单的弹簧夹即可满足要求。但在其它情况下，也许需要安装更精巧的装夹工具。对于任何类型的夹具装置，通常由四部分组成：



1. 防粘薄膜，用于应变计/粘合剂和压垫之间，以防止压垫粘附在胶层上。对于低温固化的环氧树脂（<+66°C），如AE-10/15和GA-2，此薄膜通常是应变计安装胶带（PCT-2M）。对于高温固化的环氧树脂，比如600，610，43-B和GA-61，此薄膜通常是一片Teflon® 薄膜（ TFE-1 ） 或Mylar 胶带（MJG-2）。

2. 有弹性的橡胶压力垫块，用于在应变计区域上提供均匀的压力。此垫块应该足够软以适应略微不规则的表面，但又不能太软到从夹具垫板下被挤出。推荐使用的硬度为A40-60。硅橡胶或硅橡皮是首选，因为它们有较好的高温性能。

3. 金属压板，用于分散整个压垫区域上的装夹力。此压板应该加工成型以匹配压垫或测试件的外形，并且有足够的厚度防止在正常夹紧压力下变形。4. 加力装置，用于在金属压板上施加稳定的力。这装置可以从简单的静态负载到复杂的带加热器的真
空垫。

计算装夹压力

所有Vishay Micro-Measurements环氧树脂粘合剂的使用说明书中均明确说明了推荐的装夹压力。给定的夹紧力单位是磅每平方英寸（psi）或千牛每平方米（kN/m2），其计算方法是用施加的力除以与应变计和测试件表面接触的橡胶垫块的表面面积。通常，理想的
夹紧力可以从使用说明书中获知，建议的压力垫块的面积也可以测量。因此，要确定的必要数据是夹紧力大小。

举个例子，图1中用M-Bond 610粘合剂粘贴的应变计推荐的装夹压力为312kN/m2。所选类型的应变计可以方便地用装夹衬垫GT-14工具包中的装夹垫块覆盖。这些垫块尺寸为13 x 32 mm。需要的装夹压力乘以垫块面积能计算出必需的装夹力：
装夹力 = 装夹压力 x 垫块面积= 312 kN/m2x 0.0004 m2= 125 N。

因而，对于图1例子而言，125-N的装夹力将获得推荐的312 kN/m2的装夹压力。

装夹技术

下图中所示的是应变计装夹技术的选集。无论是选用这些技术中的其中一个或是使用其它装夹方法，在每种情况下都需注意两点预防措施。第一点是始终使用某种类型的弹簧夹紧力（低速更佳）。对于刚性夹具（C-夹具、喉箍等等），例如图4和图5，若无弹簧装夹力，不应单独使用。粘合剂流出和固化或者温度变化都会引起微小的尺寸变化，所以必须使用弹簧以确保力不会随着尺寸变动而有明显变化。第二点是始终运用一种方法确定实际的装夹力，从而确保施加的力在供应商指定的范围内。这可以通过预校准弹簧的力相对偏移量，或者用一个不贵的弹簧秤（例如“鱼秤”）安装在装夹工装上直接测量来实现。后一种方法特别适用于如图2和图7所示的结。其它的装夹方法的选择仅仅受限于应变计安装者的想象力。此操作手册中提供了以下的指导方法，应该是非常少的应用于不能获得足够的应变计夹紧压力的情况下。

对于图中所示的装夹技术的应用，若需进一步的协助，请联系我们的应用工程师。


图 2 – 使用普通的不同尺寸的弹簧夹。应在不同的钳口处检测外露的装夹力，因为力可能会变化。
图 3 – 反向使用弹簧夹（推力）的方式。可以通过下按手柄至平台或浴室秤来检测力。
图 4 – 内部串联弹簧的软管装夹，提供恒定且可测量的力。
图 5 – 装有压缩弹簧的C 型夹具，可被移除并检测力相对偏移量。
图 6 – 可用牙齿粘固胶或M-Bond 200 将磁性块或者金属块粘贴到结构上。弹簧可以分离校准。
图 7 – 预先紧绕在结构上橡胶圈夹具（通常用于外科的管型材料）可通过弹簧秤校准力。
图 8 – 通过硅橡胶栓膨胀提供孔内应变计装夹力。校准困难。
图 9 – 硅橡胶导管两端扎紧并塞入空气软管。在压力下，导管膨胀提供管道内应变计装夹力。应变计也可预接导线，并在插入管道前暂时倒置在导管上，然后将粘合剂涂在应变计贴片表面，并滑动导管组件入管道至正确位置，再使之膨胀。
图 10 – 商业上可用抽气机将真空垫附着于表面，可用于内部加热模型。
图 11 – 自制的真空夹具设备。将油灰放入一个浅浅的真空软管浇铸在其中的盒内成形。在应变计定
位后，在油灰结构上方放置一片塑料薄膜（通常是聚酯薄膜），然后抽至真空。通常用热灯泡来固化
高温固化环氧树脂。



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