應(yīng)變計(jì)的粘結(jié)技術(shù)及防護(hù)

在電阻應(yīng)變計(jì)的各種安裝方法中，粘貼法應(yīng)用zui多。應(yīng)變計(jì)粘貼質(zhì)量的好壞，是決定應(yīng)變測(cè)試成功與否的關(guān)鍵因素之一，因此，粘貼時(shí)必須嚴(yán)格按照粘貼的工藝流程進(jìn)行操作。

一、應(yīng)變計(jì)粘貼和防護(hù)的工藝流程：
(1)應(yīng)變計(jì)選擇→(2)膠粘劑選擇→(3)構(gòu)件打磨→(4)表面清洗→(5)畫線定位→(6)應(yīng)變計(jì)清洗→(7)涂敷底膠→(8)應(yīng)變計(jì)粘貼→(9)加熱固化→(10)貼片質(zhì)量檢查→(11)引線連接→(12)質(zhì)量檢查→(13)常溫及溫度性能補(bǔ)償→(14) 質(zhì)量檢查→(15) 性能測(cè)試→(16)防護(hù)處理。

二、應(yīng)變計(jì)粘貼工藝方法
使用不同粘結(jié)劑粘貼應(yīng)變計(jì)的工藝是有差異的，這里我們只對(duì)其中的一些共同性的內(nèi)容加以介紹。
(1)應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備
應(yīng)變計(jì)的準(zhǔn)備是指應(yīng)變計(jì)的選擇、應(yīng)變計(jì)檢查和應(yīng)變計(jì)表面處理。應(yīng)變計(jì)的選擇我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)做了專門介紹，這里僅介紹其它兩方面的內(nèi)容。
a．應(yīng)變計(jì)檢查： 包括外觀檢查和阻值檢查
外觀檢查主要查看基底和蓋層有否破損，敏感柵有否銹斑，引線有無(wú)折斷的危險(xiǎn)，敏感柵排列是否整齊，有無(wú)短路、缺口、斷柵、劃傷和變形，基底是否有氣泡、皺折、坑點(diǎn)存在。
測(cè)量電阻應(yīng)該到0.1Ω。
b．應(yīng)變計(jì)表面處理
應(yīng)變計(jì)在使用前，要用脫脂棉浸無(wú)水乙醇擦洗，注意兩面都要清洗，對(duì)沒(méi)有蓋層的應(yīng)變計(jì)，要順著敏感柵的方向輕輕擦洗，洗凈后用紅外線燈或其它烘干裝置烘干備用。
(2)粘貼表面的處理
為了使應(yīng)變計(jì)粘貼牢固，需要對(duì)粘貼表面進(jìn)行機(jī)械、化學(xué)處理，處理范圍約為應(yīng)變計(jì)面積的3～5倍。
首先除去油污、銹斑、氧化膜、鍍層、涂料等，根據(jù)試件材料選用粒度為220～400#的砂紙進(jìn)行打磨，并打出與貼片方向呈45°角的交叉條紋，然后用浸有丁酮或丙酮的脫脂棉球清洗打磨部位，并用無(wú)水乙醇清洗至棉球上不見(jiàn)任何污漬為止。注意，擦洗時(shí)要沿單一方向進(jìn)行，不要來(lái)回交替擦拭。清洗干凈的表面要避免再次污染(如用嘴吹氣)及手觸摸，待溶劑揮發(fā)表面*干燥后立刻貼片。
為保證應(yīng)變計(jì)粘貼位置的準(zhǔn)確，可用無(wú)油圓珠筆芯或劃針在貼片部位輕輕劃出定位線。劃線時(shí)，線不能劃到應(yīng)變計(jì)貼片部位下面，避免對(duì)應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生損傷。經(jīng)過(guò)劃線的試件表面需用丙酮、無(wú)水乙醇、丁酮、三氯乙烷、異丙醇等溶劑對(duì)貼片試件表面單項(xiàng)清洗，并及時(shí)擦干或烘烤干，避免表面有油污殘留或溶劑殘留，對(duì)貼片質(zhì)量產(chǎn)生致命性影響；貼片時(shí)，盡量保證應(yīng)變計(jì)的位置準(zhǔn)確，刷膠均勻性，膠量控制適量等；然后蓋上聚四氟乙烯薄膜，用手指均勻擠壓應(yīng)變計(jì)，排除多余膠液和氣泡，同時(shí)，輕輕撥動(dòng)應(yīng)變計(jì)，調(diào)整應(yīng)變計(jì)位置，使其定位準(zhǔn)確，真實(shí)反映測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變。
(3)底膠處理
許多粘結(jié)劑要求涂底膠，并經(jīng)適當(dāng)?shù)臒峁袒幚怼５啄z面積約為應(yīng)變計(jì)面積的1.5倍。
底膠一般采用與貼片膠相同的粘結(jié)劑，厚度應(yīng)控制在0.01～0.03mm 并按相應(yīng)的固化參數(shù)進(jìn)行充分固化。
在滿足粘合和絕緣強(qiáng)度的前提下，粘結(jié)層(包括底膠)越薄越好，因?yàn)檫@樣可以保持較強(qiáng)的傳遞應(yīng)變能力，減少膠層的不均勻性，降低蠕變和靈敏系數(shù)分散。有些粘結(jié)劑不需要涂刷底膠，如H-610、H-600等，這些粘結(jié)劑的粘結(jié)力強(qiáng)，絕緣強(qiáng)度高，蠕變小，特別適合制造傳感器和精密應(yīng)力分析。
(4)應(yīng)變計(jì)粘貼
應(yīng)變計(jì)粘貼是整個(gè)貼片過(guò)程中zui關(guān)鍵的步驟，對(duì)測(cè)試精度有影響。粘貼前，對(duì)所需的工具、量具(如鑷子、刀片、玻璃板)用丙酮清洗干凈，戴上潔凈的細(xì)紗手套，用化妝筆在試件表面貼片部位和應(yīng)變計(jì)基底上分別涂刷粘結(jié)劑，稍稍晾干，待膠液略有發(fā)粘時(shí)，將應(yīng)變計(jì)的中心線對(duì)準(zhǔn)試件的定位線準(zhǔn)確的貼上，蓋上一層聚四氟乙烯膜，沿應(yīng)變計(jì)軸線方向用手指滾壓3～4次，排凈氣泡并擠出多余膠液，按所用粘結(jié)劑的要求自然干燥適當(dāng)時(shí)間后揭掉聚四氟乙烯薄膜。注意，帶有引線的應(yīng)變計(jì)要從無(wú)引線的一端開始揭起，用力方向盡量與粘貼表面平行，以防將應(yīng)變計(jì)帶起。
粘貼完畢后，要對(duì)應(yīng)變計(jì)進(jìn)行認(rèn)真檢查，發(fā)現(xiàn)基底有損壞，敏感柵有變形、斷路、短路，貼片位置不正確，有氣泡，局部沒(méi)貼上，絕緣強(qiáng)度不夠等問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)排除，或鏟除重貼。
(5)固化
目前國(guó)內(nèi)外常用的粘結(jié)劑大多數(shù)都需要加熱固化。溫度、時(shí)間和壓力是固化的三要素，這三者都應(yīng)嚴(yán)格按粘結(jié)劑的相應(yīng)固化工藝規(guī)范加以保證。
應(yīng)變計(jì)的加壓一般是在其上依次鋪墊聚四氟乙烯薄膜、硅橡膠板，再用夾具或壓塊加壓，對(duì)復(fù)雜型面，可用專門夾具加壓，砂袋、捆扎加壓也常常被采用。
為有效地消除內(nèi)應(yīng)力，一般在卸壓后將溫度升到高出加壓固化溫度30℃左右，保溫1～2小時(shí)進(jìn)行穩(wěn)定化處理，具體的貼片固化參數(shù)可參考相應(yīng)的貼片膠介紹，如H-610，貼片工藝為：初固化，加壓0.1～0.3MPa，升溫至135℃，保溫2小時(shí)，然后降溫到室溫卸壓，再升溫至165℃，保溫2小時(shí)，后降到室溫即可。
(6)粘貼質(zhì)量檢查
加溫固化后，對(duì)應(yīng)變計(jì)的粘貼質(zhì)量要作認(rèn)真檢查，檢查項(xiàng)目有：
a．應(yīng)變計(jì)粘貼前后阻值的變化；
b．絕緣電阻；
c．片內(nèi)是否有殘余的氣泡；
d．貼片位置準(zhǔn)確與否；
e．有否斷路、短路或敏感柵變形。

三、組橋或焊接
如果在應(yīng)變計(jì)表面焊接，焊接前，應(yīng)用水砂紙或含砂橡皮輕輕擦除焊端表面殘留膠液和氧化物，并清洗干凈，方便焊接，避免破壞焊端；焊接溫度不能太高(常溫應(yīng)變計(jì)不能超過(guò)250℃)，焊接時(shí)間不能太長(zhǎng)，應(yīng)迅速焊接，避免高溫對(duì)應(yīng)變計(jì)焊端產(chǎn)生損傷，降低絕緣強(qiáng)度等。焊接引線應(yīng)采用柔軟，材質(zhì)不能太硬的線材，以免長(zhǎng)時(shí)間受力時(shí)，線材損壞或脫落；盡量在應(yīng)變計(jì)焊端和接線端子之間的連接線上留出應(yīng)力釋放環(huán)，避免試件或彈性體長(zhǎng)期受力或溫度發(fā)生較大范圍變化時(shí)，在連接線上形成內(nèi)應(yīng)力集中，造成引線拉斷，使橋路或電路斷路。
焊接后，助焊劑應(yīng)清洗干凈，不能有殘留，以免對(duì)應(yīng)變計(jì)的絕緣強(qiáng)度和阻值產(chǎn)生影響。完畢后，應(yīng)對(duì)其絕緣強(qiáng)度再次進(jìn)行測(cè)量。

四、性能測(cè)試(主要針對(duì)傳感器)
(1)加載性能測(cè)試
傳感器裝夾準(zhǔn)確，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象；加載點(diǎn)，無(wú)移位，是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加載；加載儀器自動(dòng)加載，測(cè)試儀器采用自動(dòng)巡檢方式，減少人為因素的影響；線路連接完好，無(wú)接觸不良、虛焊等現(xiàn)象。
(2)溫度性能測(cè)試
模擬環(huán)境的溫度設(shè)備控溫精度要高，符合傳感器測(cè)試要求，無(wú)溫度梯度、瞬變等現(xiàn)象；根據(jù)傳感器體積大小確定保溫時(shí)間，必須使被測(cè)傳感器內(nèi)部溫度均勻、恒定，達(dá)到要求的溫度值，避免在傳感器彈性體內(nèi)部產(chǎn)生溫度臺(tái)階；濕熱條件下的測(cè)試，必須使周圍環(huán)境的溫度、濕度達(dá)到規(guī)定的要求。
(3)環(huán)境要求
室內(nèi)環(huán)境條件必須達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，減少環(huán)境對(duì)傳感器的影響。

五、防護(hù)處理
對(duì)已安裝好的應(yīng)變計(jì)采取可靠實(shí)用的防護(hù)措施，是保證應(yīng)變計(jì)正常工作，提高測(cè)試精度的有效途徑。應(yīng)變計(jì)防護(hù)的根本途徑，是利用一定的材料或介質(zhì)將應(yīng)變計(jì)連同其附件與惡劣環(huán)境隔開，所以首先在應(yīng)變計(jì)安裝和使用過(guò)程中，謹(jǐn)慎、細(xì)心地操作，保持不用手直接接觸就是一種有效的防護(hù)措施；其次就是利用涂敷保護(hù)層來(lái)進(jìn)行防護(hù)，應(yīng)變計(jì)的防護(hù)一般可選用AZ-709膠，對(duì)裸露部分進(jìn)行防護(hù)，要求涂刷均勻，然后覆蓋南大703、704、D04等硅橡膠即可。

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