应变计的粘结技术及防护

在电阻应变计的各种安装方法中，粘贴法应用zui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有差异的，这里我们只对其中的一些共同性的内容加以介绍。
(1)应变计的准备
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。应变计的选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。
a．应变计检查： 包括外观检查和阻值检查
外观检查主要查看基底和盖层有否破损，敏感栅有否锈斑，引线有无折断的危险，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。
测量电阻应该到0.1Ω。
b．应变计表面处理
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。
(2)粘贴表面的处理
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。
首先除去油污、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*干燥后立刻贴片。
为保证应变计粘贴位置的准确，可用无油圆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用丙酮、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，对贴片质量产生致命性影响；贴片时，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，用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。
(3)底胶处理
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的1.5倍。
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 并按相应的固化参数进行充分固化。
在满足粘合和绝缘强度的前提下，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，减少胶层的不均匀性，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-610、H-600等，这些粘结剂的粘结力强，绝缘强度高，蠕变小，特别适合制造传感器和精密应力分析。
(4)应变计粘贴
应变计粘贴是整个贴片过程中zui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胶液，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，绝缘强度不够等问题，应及时排除，或铲除重贴。
(5)固化
目前国内外常用的粘结剂大多数都需要加热固化。温度、时间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，一般在卸压后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-610，贴片工艺为：初固化，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。
(6)粘贴质量检查
加温固化后，对应变计的粘贴质量要作认真检查，检查项目有：
a．应变计粘贴前后阻值的变化；
b．绝缘电阻；
c．片内是否有残余的气泡；
d．贴片位置准确与否；
e．有否断路、短路或敏感栅变形。

三、组桥或焊接
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生损伤，降低绝缘强度等。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子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，以免对应变计的绝缘强度和阻值产生影响。完毕后，应对其绝缘强度再次进行测量。

四、性能测试(主要针对传感器)
(1)加载性能测试
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。
(2)温度性能测试
模拟环境的温度设备控温精度要高，符合传感器测试要求，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。
(3)环境要求
室内环境条件必须达到国家标准要求，减少环境对传感器的影响。

五、防护处理
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。应变计防护的根本途径，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，所以首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，对裸露部分进行防护，要求涂刷均匀，然后覆盖南大703、704、D04等硅橡胶即可。

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