石墨柵柔性電阻應變片制造技術

本實用新型專利技術公開了一種石墨柵柔性電阻應變片，屬于柔性應變片領域，用于解決現有應變片的變形能力小，制造成本高的問題。它包括下基底層，所述下基底層為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層上表面的中間石墨涂層，所述中間石墨涂層用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層兩端的金屬連接組件和引出線，所述金屬連接組件用于連通中間石墨涂層和引出線；上覆蓋層，所述上覆蓋層將中間石墨涂層、金屬連接組件固定于下基底層。本技術方案提供了一種石墨柵柔性電阻應變片，具有較大的變形，精度高，且制造簡單，成本低。

Graphite grid flexible resistance strain gauge

The utility model discloses a graphite grid flexible resistance strain gauge, which belongs to the field of flexible strain gauges, which is used for solving the problems of small deformation capacity and high manufacturing cost of the prior strain gauges. It includes the basal layer, the lower layer is soft insulating sheet; located under the basal layer of the middle surface of the graphite coating, the intermediate coating for graphite induction resistance change caused by the deformation; in the middle of the graphite coating on both ends of the metal connecting component and the lead wire, the metal connecting component for connecting the middle graphite coating and lead wire; on the cover layer, the middle layer is covered the graphite coating and a metal connecting component is fixed on the basal layer. The technical proposal of the utility model provides a graphite grid flexible resistance strain gauge, which has the advantages of large deformation, high precision, simple manufacture and low cost.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于柔性應變片領域，具體來說，是石墨柵柔性電阻應變片。
技術介紹
專利文獻1：電阻應變片及電阻應變式傳感器(申請號：201510312473.X；公告號：104880206A)，本技術提供了一種電阻應變片及電阻應變式傳感器，其中，電阻應變片包括：柔性基底；電阻應變傳感單元，附著于所述柔性基底上。所述電阻應變傳感單元兩端設有引出電極。所述電阻應變式傳感器包括：電阻應變片和被測構件，電阻應變片與所述被測構件在物理量的作用下一起產生形變，通過測量形變過程中所述電阻應變片的電阻值變化量來測量作用于所述被測構件上的所述物理量的大小。專利文獻1的優點在于：本技術可以測量最大200％的應變、及其對應的物理量，而且集成度高、可拓展性好、易于實現。專利文獻1的缺點在于：制造的工藝復雜，且成本高，且用到的導電薄膜需要專門的制造生產，進一步的提高了使用的成本，傳統的電阻應變片敏感柵為0.02～0.05mm的康銅絲或者鎳鉻絲繞成，雖然精度比較高，但是變形能力很小(通常在1％以下)，對于發生大變形的物體，如爆炸引起的巖石振動、發生彎曲或拉伸破壞時的梁柱鋼筋均無法測試。另外，傳統的電阻應變片無論基底或敏感柵，剛度均較大，對于剛度小于其剛度的物體，如用于地應力測試的膠套筒，由于變形不協調，無法準確測試出其應變量。
技術實現思路
本技術目的是旨在提供了一種變形量大、制造方便、成本低的石墨柵柔性電阻應變片。為實現上述技術目的，本技術采用的技術方案如下：一種石墨柵柔性電阻應變片，包括下基底層，所述下基底層為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層上表面的中間石墨涂層，所述中間石墨涂層用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層兩端的金屬連接組件和引出線，所述金屬連接組件用于連通中間石墨涂層和引出線；上覆蓋層，所述上覆蓋層將中間石墨涂層、金屬連接組件固定于下基底層。采用上述技術方案，下基底層為軟質絕緣的片狀體能夠適應較大的變形量。進一步限定，所述中間石墨涂層為柵狀。柵狀彎折的次數越多，精度越高。進一步限定，所述中間石墨涂層采用8B鉛筆涂覆。取材方便，有效降低了制造成本。進一步限定，所述金屬連接組件為薄片金屬。與較大變形的情形相匹配適應。一種石墨柵柔性電阻應變片的制造方法，包括如下步驟：(1)將下基底層水平放置；(2)用鉛筆在下基底層上涂覆，形成中間石墨涂層；(3)在中間石墨層兩端放置金屬連接組件；(4)將引出線焊接在金屬連接組件上；(5)用滴管在下基底層上表面滴注灌封膠，固化形成上覆蓋層。制造的工序簡單，可推廣性好。本技術相比現有技術，變形量大，結構簡單，制造方便，成本低。附圖說明本技術可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明；圖1為本技術一種石墨柵柔性電阻應變片的結構示意圖；主要元件符號說明如下：下基底層1，中間石墨涂層2，金屬連接組件3，引出線4，上覆蓋層5。具體實施方式為了使本領域的技術人員可以更好地理解本技術，下面結合附圖和實施例對本技術技術方案進一步說明。實施例一，如圖1所示，一種石墨柵柔性電阻應變片，包括下基底層1，下基底層1為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層1上表面的中間石墨涂層2，中間石墨涂層2用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層2兩端的金屬連接組件3和引出線4，金屬連接組件4用于連通中間石墨涂層2和引出線4；上覆蓋層5，上覆蓋層5將中間石墨涂層2、金屬連接組件3固定于下基底層1。實施例二，如圖1所示，一種石墨柵柔性電阻應變片，包括下基底層1，下基底層1為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層1上表面的中間石墨涂層2，中間石墨涂層2用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層2兩端的金屬連接組件3和引出線4，金屬連接組件4用于連通中間石墨涂層2和引出線4；上覆蓋層5，上覆蓋層5將中間石墨涂層2、金屬連接組件3固定于下基底層1。優選的，中間石墨涂層2為柵狀。實施例三，如圖1所示，一種石墨柵柔性電阻應變片，包括下基底層1，下基底層1為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層1上表面的中間石墨涂層2，中間石墨涂層2用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層2兩端的金屬連接組件3和引出線4，金屬連接組件4用于連通中間石墨涂層2和引出線4；上覆蓋層5，上覆蓋層5將中間石墨涂層2、金屬連接組件3固定于下基底層1。優選的，中間石墨涂層2為柵狀。優選的，中間石墨涂層2采用鉛筆涂覆。最優的，金屬連接組件4為薄片金屬。以上實施例的區別在于：實施例二相比實施例一，實施例二的制造成本得到降低，實施例三相比于其他實施例，在較大形變的適用性更好，且中間石墨涂層2和金屬連接組件4的連接更可靠，不易斷開。一種石墨柵柔性電阻應變片的制造方法，包括如下步驟：(1)將下基底層1水平放置；(2)用鉛筆在下基底層1上涂覆，形成中間石墨涂層2；(3)在中間石墨層2兩端放置金屬連接組件3；(4)將引出線4焊接在金屬連接組件3上；(5)用滴管在下基底層1上表面滴注灌封膠，固化形成上覆蓋層5。鉛筆可選用石墨含量較高的鉛筆，比如8B、9B鉛筆等。在使用前先標定出石墨柵柔性電阻應變片的敏感系數，即單位應變引起的電阻相對變化。標定方法是分別測出應變片在不同應變量下的電阻值，作出應變量與電阻值的關系曲線，根據兩者的關系曲線確定敏感系數。使用時采用粘膠將本技術貼于被測物體表面，采用電阻表連接引出導線，測試出應變片的初始電阻值，當被測物體由于受力發生拉伸變形時，只要基底層材料剛度小于被測物體剛度，測基底層就會發生同步等量的變形，柵狀石墨涂層也會發生同步等量的變形，電阻表測試出的電阻會增加，根據電阻增加值和敏感系數即可計算出被測物體表面發生應變量。由于所選材料質是容易變形的軟質絕緣橡膠，本應變片剛度很小，因此能測出發生大變形物體的超大應變量(>30％)。采用8B鉛筆涂覆的中間石墨涂層2的厚度為0.1mm、寬度為3mm、總長度為29mm時的標定擬合情況如表1：表1中間石墨涂層2的厚度為0.1mm、寬度為3mm、總長度為29mm時的標定結果如表2；以上對本技術提供的石墨柵柔性電阻應變片進行了詳細介紹。具體實施例的說明只是用于幫助理解本技術的方法及其核心思想。應當指出，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本技術原理的前提下，還可以對本技術進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本技術權利要求的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石墨柵柔性電阻應變片，其特征在于：包括下基底層，所述下基底層為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層上表面的中間石墨涂層，所述中間石墨涂層用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層兩端的金屬連接組件和引出線，所述金屬連接組件用于連通中間石墨涂層和引出線；上覆蓋層，所述上覆蓋層將中間石墨涂層、金屬連接組件固定于下基底層。

【技術特征摘要】
1.一種石墨柵柔性電阻應變片，其特征在于：包括下基底層，所述下基底層為軟質絕緣的片狀體；位于下基底層上表面的中間石墨涂層，所述中間石墨涂層用于感應形變引起的電阻變化；位于中間石墨涂層兩端的金屬連接組件和引出線，所述金屬連接組件用于連通中間石墨涂層和引出線；上覆蓋層，所述上覆蓋層將中間石墨涂層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許年春，馮橋木，吳同情，鐘睿，趙寶云，黃偉，況龍川，
申請(專利權)人：重慶科技學院，
類型：新型
國別省市：重慶;50