埋入式应变片 vs 常规应变片 | 测量结果差多少？ 原创

电阻应变片技术已经非常成熟，广泛应用于静态材料测试、耐久性测试等多种场景。HBK 可提供超过 2000 种应变片。

当测量对象变成复合材料时，一个问题随之出现：应变片应该贴在表面，还是埋入材料内部？两者测量结果会不同吗？

HBK 与法国塑料与复合材料创新产业技术中心 IPC 合作，基于 ISO 527-4 标准，在增强玻璃纤维试件上，对埋入式应变片 LI66-10/350 与常规应变片 LY21-6/350 进行了比较研究。

测试目的

• 将应变片埋入纤维材料中，对试样有影响吗？
• 安装在表面上的应变片，会产生与埋入式应变片不同的测量结果吗？

用于测试的应变片

本次对比使用 HBK 两款 350 Ω 应变片，关键参数如下：

编辑 跳转

测试过程

为隔离“埋入”与“表面安装”两个变量，试验设置了三组试样：

• 1号试样：表面安装 LY21 应变片 + 埋入 LI66 应变片
• 2号试样：仅表面安装 LY21 应变片
• 3号试样：不安装任何应变片，使用引申计测试

对试件进行单轴拉伸试验：50 N 预加载，以 2 mm/min 的速度持续加载，直至断裂失效。试验条件为 23°C，相对湿度 50%。

1号试样，表面嵌入 LI66 并安装 LY21

测试结果

1, 2 和 3 号试样测试后的状态

试验结果显示：

• 应变片给出的应力/应变测量结果非常相似。
• 在复合材料中嵌入 LI66 应变片，对试件没有可测量的影响。
• 安装在复合材料上的 LY21 应变片，没有显示任何可测量的效果或分层。
• 所有试件的裂纹位置在同一区域。
• 图表显示了应变片失效（信号丢失）之前的应力/应变行为。三个试件的复合材料极限破坏约为 400 MPa。埋入式应变片试件更快显示出故障，这是因为引脚和导线之间的连接丢失。

埋入式应变片LI66和常规应变片LY21之间的比较

选型时应该注意什么？

当两种安装方式的测量结果高度一致，选型的重点就不在精度，而在应用条件：

• 测量一致性：埋入与表面安装的测量结果几乎相同，埋入对材料无可测量影响，可按应用需求选择安装方式。
• 温度范围：常规式 LY21 覆盖 -200°C 到 +200°C；埋入式 LI66 为 -40°C 到 +180°C。极端温度场景优先考虑 LY21。
• 测量栅丝长度：LI66 为 10 mm，LY21 为 6 mm，栅丝长度影响应变测量的覆盖区域与空间分辨率。
• 安装与连接：埋入式需在材料层合/成型阶段集成，须注意引脚与导线的连接可靠性；表面式安装工艺成熟，但只能测量表面应变。
• 应用场景：需要测量结构内部应变时选择埋入式；常规表面测量场景选择表面式即可。

结论

埋入式与常规应变片在测量结果上高度一致，埋入应变片不会对试样产生可测量影响。工程师在选型时，应更多考虑温度范围、安装工艺、连接可靠性与应用场景，而非担心两者之间的测量差异。

官网：

<应变片：应力测试测量优选>

<称重传感器：称重精度，久经验证>

<力传感器： 应变和压电两种测量技术>

<扭矩传感器和转矩传感器>

<电功率测试 - 从部件到车辆能源管理>

<数据采集系统与设备>

您还可以通过如下方式联系我们，了解更多产品与应用详情：

邮箱：cn.info@hbkworld.com

官网：https://www.hbkworld.com/zh

电话：400-900-3165（周一至周五9:00-18:00）