精准匹配工业需求： 日本 KYOWA 通用箔式应变片选购技术手册

一、选购核心逻辑：以工业需求为导向的选型原则

二、KYOWA 通用箔式应变片核心系列与型号解读

（一）核心产品系列分类及定位

1. KFG 系列：单向应变通用型，适用于大多数工业场景的单向应变测量，如机械结构应力监测、自动化生产线力值间接测量、普通科研实验等。该系列优势在于性价比高、适配性强，敏感栅材料以铜镍合金（康铜）为主，电阻规格涵盖 120Ω、350Ω 等常规类型，温度补偿范围广，是工业领域应用泛的基础系列。

2. KFGS 系列：剪切应变专用型，针对构件剪切应变测量设计，如轴承载荷检测、机械关节扭矩监测、复合材料剪切应力测试等场景。敏感栅采用特殊排布方式，可精准捕捉剪切方向的微小应变，搭配聚酰亚胺基底，具备良好的柔韧性与耐环境性，适合贴合曲面、异形构件。

3. KFGE 系列：高温环境专用型，适配工业高温工况，如发动机缸体应力监测、高温设备部件应变检测等。敏感栅采用耐高温合金材料，基底选用陶瓷或耐高温树脂，工作温度范围可达 -55℃~300℃，部分型号支持更高温域，同时具备优异的温度稳定性，可抵御高温环境下的性能衰减。

4. KFGK 系列：高应变量程型，针对大应变测量场景设计，如弹性体变形监测、材料拉伸压缩实验、冲击载荷下的应变采集等。额定应变范围可达 ±5000×10^-6~±10000×10^-6，敏感栅材料经过特殊处理，具备良好的弹性恢复能力，避免过载导致的变形。

5. KFGA 系列：高精度科研型，适用于对测量精度要求的科研实验、精密设备检测场景。该系列采用超细敏感栅设计，分辨率可达 1×10^-6，非线性误差≤±0.1%，搭配专用温度补偿技术，可限度降低环境干扰带来的测量误差。

（二）型号命名规则快速解码

• 前缀（KFGS）：系列代号，代表剪切应变专用型；

• 敏感栅长度（2）：单位为 mm，常见规格有 0.5mm、1mm、2mm、3mm、5mm 等，长度越小越适合局部应变测量，长度越大适配大面积均匀应变场景；

• 标准电阻值（120）：单位为 Ω，核心规格为 120Ω（通用型）、350Ω（低功耗型），部分特殊型号为 60Ω、1000Ω，需与后续信号处理设备（放大器、采集器）的输入电阻匹配；

• 温度补偿规格（C15）：对应适配的被测构件热膨胀系数（15×10^–6/℃），常见规格有 C5、C11、C15、C23、C27 等，需根据被测构件材质（钢材、铝材、复合材料等）选择匹配规格，否则会引发温漂误差。

三、工业场景选购核心参数匹配指南

（一）应变类型与系列匹配

1. 单向应变测量：选择 KFG 系列（通用型）或 KFGA 系列（高精度型），如机械臂受力杆的轴向应变监测、桥梁结构单向应力检测；

2. 剪切应变测量：优先选择 KFGS 系列，如齿轮箱轴的剪切应力监测、联轴器扭矩测量；

3. 多向应变测量：可组合使用多个单向应变片（如 KFG 系列），或选择 KYOWA 多向应变片系列（如 KFG-3A 三向应变片），适用于复杂构件的三维应力分析；

4. 大应变测量：选择 KFGK 系列，如橡胶制品变形监测、金属材料拉伸实验。

（二）敏感栅长度与测量对象适配

1. 微小构件 / 局部应变：选择敏感栅长度≤2mm 的型号，如微型传感器应变检测、精密齿轮齿根应变测量；

2. 大型构件 / 均匀应变：选择敏感栅长度≥3mm 的型号，如大型机床床身应变监测、建筑结构梁的应力检测；

3. 曲面 / 异形构件：选择敏感栅长度较小（1~2mm）且基底为柔性材料（聚酰亚胺）的型号，如管道外壁应变监测、曲面壳体应力检测。

（三）电阻值与配套设备匹配

1. 常规工业场景：优先选择 120Ω 型号，适配大多数通用型信号放大器（如 KYOWA DPM-9104）、数据采集器，通用性强、采购成本低；

2. 低功耗 / 远距离传输场景：选择 350Ω 型号，较低的电流消耗可减少长线传输中的信号衰减，适合工业现场远距离布线（如车间流水线多测点监测）；

3. 特殊设备适配：若配套设备（如专用数据采集卡）有指定输入电阻要求，需严格匹配对应电阻值的应变片，避免阻抗不匹配导致信号失真。

（四）温度补偿规格与构件材质匹配

1. 被测构件为钢材（热膨胀系数≈11×10^–6/℃）：选择 C11 规格；

2. 被测构件为铝材（热膨胀系数≈23×10^–6/℃）：选择 C23 规格；

3. 被测构件为复合材料（热膨胀系数≈15×10^–6/℃）：选择 C15 规格；

4. 高温工况（＞150℃）：选择 KFGE 系列高温型，其温度补偿范围更宽，且材料耐温性能优异，同时需搭配高温专用胶粘剂（如 KYOWA EP-400 系列）。

（五）精度等级与应用场景匹配

1. 工业自动化生产监测：选择常规精度型号（非线性误差≤±0.5%），如 KFG 系列、KFGS 系列，可满足生产过程中的趋势性监测需求；

2. 设备故障诊断 / 质量检测：选择高精度型号（非线性误差≤±0.2%），如 KFGA 系列、KFGS 高精度款，确保及时捕捉微小应变异常；

3. 科研实验 / 精密测量：选择超高精度型号（非线性误差≤±0.1%），如 KFGA 系列款，搭配 KYOWA 专用校准设备，保障实验数据的准确性。

（六）环境适应性参数匹配

1. 高温环境（＞60℃）：选择 KFGE 系列高温型，敏感栅材质为耐高温合金，基底为陶瓷或耐高温树脂；

2. 高湿 / 潮湿环境（相对湿度＞85%）：选择防水型应变片（如 KFG 系列防水款）或搭配防水涂层，基底优先选择聚酰亚胺材质，其耐湿性优于纸基；

3. 腐蚀环境（如化工车间、海洋环境）：选择耐腐蚀涂层应变片，敏感栅采用不锈钢合金材质，避免化学介质侵蚀；

4. 振动环境（如机床、发动机周边）：选择引线加固型型号，减少振动导致的引线脱落、接触不良，同时确保安装牢固，避免应变片与构件脱离。

四、工业场景适配选型实例

（一）自动化生产线机械臂力值监测

1. 需求分析：单向应变测量、常温环境（0~40℃）、工业级精度、120Ω 通用电阻、适配钢材构件；

2. 选型推荐：KFG-3-120-C11（敏感栅长度 3mm，适配机械臂杆件均匀应变，C11 补偿规格匹配钢材，120Ω 适配通用放大器）。

（二）发动机缸体高温应变监测

1. 需求分析：单向应变测量、高温环境（150~250℃）、高精度、350Ω 低功耗、适配铝材构件；

2. 选型推荐：KFGE-5-350-C23（KFGE 系列高温型，耐温 300℃，5mm 敏感栅适配缸体大面积应变，350Ω 低功耗，C23 补偿规格匹配铝材）。

（三）科研实验复合材料剪切应力测试

1. 需求分析：剪切应变测量、常温环境、超高精度、120Ω 电阻、适配复合材料（热膨胀系数 15×10^–6/℃）；

2. 选型推荐：KFGS-2-120-C15（KFGS 系列剪切专用，2mm 敏感栅捕捉局部剪切应变，C15 补偿规格匹配复合材料，搭配 KFGA 系列高精度放大器）。

（四）海洋环境船舶结构应变监测

1. 需求分析：单向应变测量、高湿 / 腐蚀环境、工业级精度、120Ω 电阻、适配钢材构件；

2. 选型推荐：KFG-5-120-C11 防水腐蚀款（5mm 敏感栅适配船舶结构大面积应变，C11 补偿规格匹配钢材，防水腐蚀涂层抵御海洋环境侵蚀）。

五、选购避坑指南：常见误区与解决方案

（一）误区 1：只看型号不看温度补偿规格，导致温漂误差

• 后果：应变片与被测构件热膨胀系数不匹配，环境温度变化时产生虚假应变，测量数据漂移；

• 解决方案：先明确被测构件材质及热膨胀系数，再对照 KYOWA 温度补偿规格表选择对应型号，若不确定系数，可咨询 KYOWA 技术支持或参考常见材料热膨胀系数表。

（二）误区 2：敏感栅长度选择不当，影响测量精度

• 后果：微小构件选用长敏感栅，导致局部应变被平均化，测量结果失真；大型构件选用短敏感栅，无法捕捉均匀应变，数据波动大；

• 解决方案：根据被测构件尺寸及应变分布情况选择，微小构件（尺寸＜10mm）选用≤2mm 敏感栅，大型构件（尺寸＞50mm）选用≥3mm 敏感栅，异形构件优先选用短敏感栅。

（三）误区 3：电阻值与配套设备不匹配，导致信号衰减

• 后果：应变片电阻值与放大器输入电阻差异过大，信号传输过程中衰减严重，输出信号微弱或失真；

• 解决方案：选购前确认配套放大器、数据采集器的输入电阻要求，优先选择 120Ω 或 350Ω 通用规格，若设备有特殊要求，直接选择对应电阻值的应变片。

（四）误区 4：忽视环境适应性，导致产品过早失效

• 后果：高温环境选用常温应变片，敏感栅材料老化、基底变形；潮湿环境选用普通应变片，内部短路、性能衰减；

• 解决方案：根据实际工况的温度、湿度、腐蚀情况，选择对应耐环境系列，必要时搭配专用防护配件（防水涂层、防护罩、高温胶粘剂）。

（五）误区 5：盲目追求高精度，增加采购成本

• 后果：普通工业监测场景选用科研级高精度应变片，采购成本增加 3~5 倍，但实际使用中无法发挥其精度优势，造成资源浪费；

• 解决方案：根据需求匹配精度等级，工业生产监测选用常规精度型号，设备检测、科研实验选用高精度型号，实现性能与成本的平衡。

六、选购流程与供应商选择建议

（一）标准化选购流程

1. 需求拆解：明确测量类型（单向 / 剪切 / 多向）、应变量程、精度要求、被测构件材质及尺寸；

2. 环境评估：确定使用环境的温度、湿度、腐蚀情况、振动强度等关键参数；

3. 参数匹配：根据需求与环境，筛选系列、敏感栅长度、电阻值、温度补偿规格等核心参数；

4. 配套确认：确认与放大器、采集器、胶粘剂等配套产品的兼容性；

5. 样品测试：复杂工况或大批量采购前，索取样品进行实际工况测试，验证产品性能是否符合要求；

6. 批量采购：测试通过后，选择正规供应商进行批量采购，确保产品质量与供货稳定性。

（二）供应商选择建议

1. 优先选择 KYOWA 代理商：确保产品为原厂，避免采购到伪劣产品，同时可获得技术支持与售后服务；

2. 关注供应商的行业经验：选择专注于工业测量领域、服务过同类客户的供应商，其能提供更专业的选型建议与应用指导；

3. 确认售后服务能力：要求供应商提供产品质保（通常原厂质保 1 年）、校准服务、技术咨询等支持，确保使用过程中遇到问题可及时解决；

4. 评估供货稳定性：工业生产场景对供货周期要求较高，选择库存充足、供货周期短（通常 1~4 周）的供应商，避免因缺货影响生产进度。

七、结语