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电阻应变计技术六十年(4)结构应变测量用各种电阻应变计
Ⅳ.结构应变测量用各种电阻应变计
在结构应变测量方面，应变计的主要应用是为了测量机械、电子设备和结构件等的应力和变形。基于应变计的电阻变化原理，目前已经出现了多种不同的电阻应变计，包括常见的金属电阻应变计（MetalFoilStrainGauge,MFSG）、半导体应变计（Semi-ConductorStrainGauge,SCG）和碳纤维应变计（CarbonFiberStrainGauge,CFSG）等等。下面将分别介绍这些电阻应变计，及其在结构应变测量领域的应用。
A.金属电阻应变计
金属电阻应变计是最常用的一种电阻应变计，也是最早出现的一种应变计。金属电阻应变计的制作方法是将一层金属薄膜（一般为金属箔）粘贴在一块可弯曲的基底材料上，如高强度钢或陶瓷材料等，然后将其粘贴在被监测结构表面的位置上，以便监测该位置的应变情况。在外力作用下，底材会发生微小的形变，从而引起金属薄膜的应变。由于金属薄膜的电阻随应变而变化，因此可以通过测量电阻值的变化来计算应变值。金属电阻应变计通常适用于测量静态或慢速变化的应变，其精度可以达到±0.1%。
B.半导体应变计
半导体应变计是一种基于半导体材料的电阻应变计。半导体应变计的制作方法是在硅晶体或类似的半导体基底上沉积一个薄膜，然后在它上面做上一个浅表面的pn结。当有应变作用于半导体晶体时，由于载流子浓度随应变而改变，因此电阻也发生变化。半导体应变计具有响应速度快、线性度高以及低温稳定性好等特点。但其价格较高，制作难度大。半导体应变计通常适用于测量快速变化的应变。
C.碳纤维应变计
碳纤维应变计也是一种较新的电阻应变计。与金属电阻应变计和半导体应变计不同，碳纤维应变计是一种纤维增强的复合材料，其中导电层主要由碳纤维或者碳纤维复合材料组成。碳纤维应变计制成后，可以通过贴在被监测结构的表面，来记录应变变化。碳纤维应变计的优点是重量轻、热膨胀系数低，且具有极好的耐腐蚀和耐高温性能。因此碳纤维应变计通常适用于长期稳定的高温和高腐蚀环境下的应变测量。
不同类型的电阻应变计各有优劣之处，在具体应用中我们需要根据被测物体的特点，来选择合适的电阻应变计。在结构应变测量领域中，电阻应变计常用于测量桥式梁、钢桥梁、飞机和火箭构件，以及悬索桥等大型结构的应变。应变计可根据不同工作条件，针对不同物体的特点进行调整，以适应工作环境，并保证测试的准确性和可重复性。
总之，电阻应变计作为一种重要的测量方法，已经被广泛应用于结构应变测量领域。随着科技的不断发展，电阻应变计的性能将更加出色，应用范围也将更加广泛。