热膨胀系数地测定

在本文中，您将了解如何使用“不匹配”箔式应变片来确定铝的热膨胀系数。

当温度发生变化时，每个四分之一桥应变片记录一个测量信号，即“表观应变”。应变片测量点暴露在温差Δϑ下的表观应变可描述为：

以下符号为:

ε_s 应变片的表观应变
α_r 电阻温度系数
α_b 被测物的热膨胀系数
α_m 测量栅丝材料地热膨胀系数
k 应变片地 K 系数
Δϑ 触发表观应变的温差

在 HBM 所有应变片包装上，都有一个表观应变与温度之间的函数。当然，只有当被测材料的线膨胀热系数与应变片组上的数据相匹配时，这些数据才会给出有意义的结果。

以下内容适用于：

测定线膨胀热系数 α

如果要测定热膨胀系数 αm，表观应变可很好地用于此目的。在这种情况下，可以使用以下公式：

Transposed, this produces:

ε_a 放大器处显示的应变
ε_m 机械荷载引起的应变
α_DMS 应变片包装上的线性膨胀热系数

在实际试验中，我们将四个匹配钢的 LG11-6/350 (α=10.8 10-6/K) 应变片安装在铝件上。四线制电路被用来消除电缆的影响。根据制造商提供的材料数据： T= 0 … 100°C 时 α=23.00 *10-6/K

图表1：适用于铁素体钢的应变片黏贴在铝件上的测量结果

如果计算指定温度间隔的 αm。则得到 23.19 *^10-6/K, 与理论值 0.19 *^10-6/K (0.84%) 的偏差。

为了进行实验，首先需要在被测物体上安装几个应变片（以获得实验的可靠性）。必须在测量栅丝方向上平坦黏贴。

在下一步中，根据温度确定应变。必须注意确保建立热平衡。

首先计算 εa-εs。要确定线性膨胀的热系数，将两个计算值（εa-εs）相减，然后除以相应的温度间隔。然后必须将符合组件数据的热膨胀系数 α_DMS 代入。

例：在20度到40度之间，热膨胀系数计算如下（采用公式4进行计算）：

在测量过程中，应变片蠕变将会产生不良影响。因此，为了获得最大的精度，建议使用 HBM K 系列应变片，其三种不同的蠕变值，并应使用具有最大端环长度的应变片。

此外，当测量温度超过60°C时，建议使用热固化粘合剂进行安装。

注：所有产品说明仅供参考，不得将其理解为质量或耐久性的保证。