从电阻变化到应变测量：KC-80-120-A1 应变片原理与信号转换

一、核心原理：电阻应变效应

基础公式：导体电阻 \(R=\rho\frac\)（\(\rho\) 为电阻率，L 为长度，A 为横截面积）。

形变与电阻关系：拉伸时 \(L↑\)、\(A↓\)，电阻增大；压缩时 \(L↓\)、\(A↑\)，电阻减小。在弹性范围内，电阻相对变化与应变成正比：\(\frac{\Delta R}=K\varepsilon\)（K 为灵敏系数，约 2.0；\(\varepsilon\) 为线应变，单位常用微应变 \(\mu\varepsilon=10^\)）。

KC-80-120-A1 特性：敏感栅为 Cu-Ni 系合金箔，栅长 84mm、栅宽 0.6mm，基底为纸基材 + 酚醛环氧树脂，原始电阻 120Ω，适配混凝土等大骨料构件的平均应变测量。

二、信号转换全流程

惠斯通电桥：核心转换电路

常用接法：1/4 桥（单臂）、半桥（双臂）、全桥（四臂）。1/4 桥将应变片作为电桥一臂，输出 \(E_o=\frac\cdot\frac{\Delta R}\cdot E\)；半桥灵敏度翻倍，全桥可达 4 倍且抗干扰更强。

温度补偿：采用同批次补偿片接成半桥或全桥，抵消温度导致的电阻漂移，保证测量精度。

信号调理链

仪表放大：差分放大 100-1000 倍，抑制共模噪声，常用 AD623 等低噪声仪表放大器。

滤波：用 RC 低通或有源滤波消除高频干扰，带宽匹配被测应变频率。

模数转换（ADC）：将放大滤波后的模拟电压转为数字量，经处理器按 \(\varepsilon=\frac\) 计算应变值并显示 / 存储。

三、关键参数与应用要点

核心参数（KC-80-120-A1）

敏感栅：Cu-Ni 合金箔，84×0.6mm，120Ω，灵敏系数约 2.0。

基底：纸基材 + 酚醛环氧树脂，尺寸 95×8mm，线膨胀系数 11×10⁻⁶/℃。

适用温度：随粘结剂不同，通常 - 20～+80℃。

应用关键

粘贴工艺：用专用应变胶（如氰基丙烯酸酯）保证栅体与试件紧密贴合，固化后涂覆防护层防潮防损。

安装要求：栅长应大于混凝土骨料粒径 3 倍以上，确保测平均应变。

导线选择：用低噪声屏蔽线，减少电磁干扰。

四、典型测量系统框图