專利名稱：中溫箔式電阻應變計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種箔式電阻應變計，特別是一種適應于60°C 300°C溫度范圍的中溫箔式電阻應變計。
背景技術：
隨著科學技術的不斷發(fā)展，箔式電阻應變計的應用領域已經(jīng)非常廣泛，與此同時，人們對應變計測量性能的要求也越來越高。中溫箔式電阻應變計是一種用于60V 300°C溫度范圍的測量儀器部件，然而截至目前，這種應變計卻一直存在較大的缺陷，具體表現(xiàn)在，當測量環(huán)境溫度超過120°C時，應變計的穩(wěn)定性變差，測量精度降低，誤差增大。通過深入研究發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述問題的原因在于，現(xiàn)有中溫箔式電阻應變計的基底和密封層都采用的是聚酰亞胺材料，敏感柵用的是銅鎳合金材料，當環(huán)境溫度超過120°C時，基底和密封層的性能會發(fā)生突變，即絕緣性能降低，穩(wěn)定性、可靠性下降，使應變計的輸出信號發(fā)生漂移；同時，敏感柵的相對靈敏系數(shù)和蠕變性能會產(chǎn)生階梯性變化，使應變計的平均熱輸出增大至一千個甚至幾千個微應變，從而導致應變計的測量數(shù)據(jù)離散性增大，測量精度降低，誤差增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術所存在的上述缺陷，提出一種高穩(wěn)定性、高精度測量的中溫箔式應變計。實現(xiàn)上述目的的技術方案是一種中溫箔式應變計，包括基底、敏感柵和密封層，敏感柵牢固貼合在基底上并有密封層密封，所述基底采用增強的聚酰亞胺復合材料或增強的有機硅樹脂復合材料；所述敏感柵采用卡瑪合金或伊文合金或鎳鉻合金；所述密封層采用聚酰亞胺或有機硅樹脂材料。所述增強的聚酰亞胺復合材料是以共聚芳香族聚酰亞胺樹脂為基材，以玻璃纖維、石英填料和納米級硅粉為增強輔材所形成的一種復合材料。所述增強的有機硅樹脂復合材料是以有機硅樹脂為基材，以熱固性酚醛樹脂、石英填料、納米級硅粉和玻璃纖維為增強輔材所形成的一種復合材料。所述基底的厚度為25 50um。所述敏感柵的厚度為2 10um。
所述密封層的厚度為5 20um?？ì敽辖?、伊文合金和鎳鉻合金在400°C以下都具有良好的抗氧化性、尺寸穩(wěn)定性和溫度變化適應性，是用作應變計敏感柵的最佳材料；增強的聚酰亞胺復合材料在-30°C 400°C溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性和良好的力學傳遞性，并能保持良好的絕緣性；增強的有機硅樹脂復合材料在_60°C 500°C溫度范圍內(nèi)能夠保持良好的理化性能和熱穩(wěn)定性，具有較強的高溫附著力和耐高溫性能，是一種高精度中溫應變計基底的上佳材料。
本發(fā)明的技術效果在于1.提高了中溫環(huán)境下的應力應變測量精度，應變計的平均熱輸出系數(shù)控制在e/°C范圍內(nèi)；2.在中溫環(huán)境下，應變計相對靈敏系數(shù)、蠕變等性能穩(wěn)定，測量信號穩(wěn)定，并具有蠕變自補償、彈性模量自補償功能；3.提高了中溫環(huán)境下應變計的基底和密封層材料的抗老化、抗氧化能力，從而提升了應變計的穩(wěn)定性和可靠性；4.應變計的適應溫度范圍能夠擴展到_30°C 400°C，且測量精度的一致性很好。



圖I是本發(fā)明一個實施例的正面示意圖。圖2是圖I中的A-A剖視圖。圖3是敏感柵2的正面示意圖。圖中1.基底，2.敏感柵，3.高溫引線，4.密封層。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。如圖I和圖2所示，本實施例應變計由玻璃纖維增強聚酰亞胺的基底I、敏感柵2和聚酰亞胺密封層4組成，敏感柵2牢固貼合在基底I和密封層4之間。在制作所過程中，先用共聚芳香族聚酰亞胺膠與經(jīng)過表面處理后的石英填料和納米級硅粉混合，該混合膠涂覆在卡瑪合金箔材或伊文合金箔材或鎳鉻合金箔材的背面，再在混合膠面上平鋪一層玻璃纖維，然后通過高溫加熱、加壓的方式使之形成一個帶有金屬箔材的應變計基體，該基體上的玻璃纖維增強聚酰亞胺部分即為應變計的基底I ;敏感柵2的形成是將基底I上的金屬箔材按照應變計圖形的設計要求，采用化學蝕刻或離子蝕刻等方法做成如圖3所示的應變計敏感柵2 ;最后在敏感柵2的正面涂覆上聚酰亞胺或有機硅樹脂密封層4，并通過高溫加熱、加壓的方式使密封層4與敏感柵2的正面牢固貼合(如圖2所示)。本實施例中，敏感柵2的厚度為2 10um，基底I的厚度為25 50um，密封層4的厚度為5 20um，應變計整體的厚度在32 80um范圍。上述實施例中的基底I也可以是一種增強的有機娃樹脂復合材料。它是在有機娃樹脂中加入15% 25%的熱固性酚醛樹脂、石英填料、納米級硅粉，再加入玻璃纖維所形成的一種復合材料。為了應變計的使用方便，可在涂覆密封層4之前，將敏感柵2的焊盤上預先焊接上高溫引線3，形成一種自帶引線的應變計，如圖I 3所示。本發(fā)明中溫箔式電阻應變計的相關實驗數(shù)據(jù)如下，I.增強聚酰亞胺復合材料膠接卡瑪合金所形成基體的實驗數(shù)據(jù)為A、不同溫度下的剪切強度
測試溫度 /°C~ -30~ 室溫 250~ 350~ 400~
剪切強度 /MPa Wl8 Wl8 Wl3^ 4B、剝離強度
權利要求
1.一種中溫箔式電阻應變計，包括基底(I)、敏感柵(2)和密封層(4)，敏感柵(2)牢固貼合在基底(I)上并有密封層(4)密封，其特征在于所述基底(I)采用增強的聚酰亞胺復合材料或增強的有機硅樹脂復合材料；所述敏感柵(2)采用卡瑪合金或伊文合金或鎳鉻合金；所述密封層(4)采用聚酰亞胺或有機硅樹脂材料。
2.按照權利要求I所述的中溫箔式電阻應變計，其特征在于所述增強的聚酰亞胺復合材料是以共聚芳香族聚酰亞胺樹脂為基材，以玻璃纖維、石英填料和納米級硅粉為增強輔材所形成的一種復合材料。
3.按照權利要求I所述的中溫箔式電阻應變計，其特征在于所述增強的有機硅樹脂復合材料是以有機硅樹脂為基材，以熱固性酚醛樹脂、石英填料、納米級硅粉和玻璃纖維為增強輔材所形成的一種復合材料。
4.按照權利要求I所述的中溫箔式電阻應變計，其特征在于所述基底(I)的厚度為.25 50um。
5.按照權利要求I所述的中溫箔式電阻應變計，其特征在于所述敏感柵(2)的厚度為2 10um。
6.按照權利要求I所述的中溫箔式電阻應變計，其特征在于所述密封層(4)的厚度為5 20um。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中溫箔式電阻應變計，包括基底、敏感柵和密封層，敏感柵牢固貼合在基底上并有密封層密封，所述基底采用增強的聚酰亞胺復合材料或增強的有機硅樹脂復合材料；所述敏感柵采用卡瑪合金或伊文合金或鎳鉻合金；所述密封層采用聚酰亞胺或有機硅樹脂材料。本發(fā)明提高了中溫環(huán)境下的應力應變測量精度，應變計的平均熱輸出系數(shù)控制在2με/℃范圍內(nèi)；在中溫環(huán)境下，應變計相對靈敏系數(shù)、蠕變等性能穩(wěn)定，測量信號穩(wěn)定，并具有蠕變自補償、彈性模量自補償功能；提高了中溫環(huán)境下應變計的基底和密封層材料的抗老化、抗氧化能力；適應的溫度范圍能夠擴展到-30℃～400℃，且測量精度的一致性很好。
文檔編號G01B7/16GK102636106SQ20121013492
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權日2012年4月25日
發(fā)明者任博哲, 吳梅, 晏志鵬, 熊英, 趙家輝, 雷磊 申請人:中航電測儀器股份有限公司