[发明专利]箔式应变计调阻方法

说明书

技术领域

本发明属于电阻应变计制造技术领域，涉及的是一种箔式应变计电阻调整方法。

背景技术

电阻应变计是一种应用“电阻-应变”效应的敏感元件。电阻应变计在实际应用中通常采用惠斯通电桥方式进行信号放大和输出，惠斯通电桥有“1/4桥接法”、“半桥接法”和“全桥接法”，这三种接法都要求接入电桥的每个电阻应变计具有较为一致的电阻值参数，尤其是在全桥接法中，各电阻应变计的阻值越接近越好。

箔式应变计的主要材料是康铜和卡玛。箔式应变计通过基材制备、曝光、腐蚀等工艺方法制造而得。由于材料的差异、工艺误差的累积等因素，蚀刻后的整版电阻阻值存在不同程度的分散。为了保证最大限度的合格率，大多箔式应变计产品的标称阻值都大于其实际阻值，这种应变计往往不能在测试桥路中应用，因此必须对蚀刻后的整版电阻阻值进一步的调整，使其达到应变计测试桥路应用所需的设定阻值。

目前，箔式电阻的传统调阻工艺方法主要是机械研磨和化学腐蚀两种方法，应用比较广泛的是机械调阻方法。

机械调阻方法是采用高速电机带动打磨头，在磨料的辅助作用下将应变计敏感栅的栅条变细或改变敏感栅条的厚度，减小敏感栅的截面积，达到改变其电阻的目的。机械研磨调阻方式属于一种冷加工过程，在研磨过程中，敏感区域内的金属材料会产生相应的应力，而该应力完全释放则需要一段时间，因此，经打研磨阻后的箔式应变计在放置一段时间后，其电阻值又会发生一定的变化；研磨过程中还会造成敏感栅栅条粗细不均，表面打磨痕迹不均匀等问题；研磨易对应变计的热输出、漂移、蠕变、长期稳定性等方面产生不良影响，还容易产生亮点、变形等质量问题。

化学腐蚀方法是利用腐蚀液与金属敏感栅发生反应，依次减少敏感栅条的横截面积，从而增加电阻值，达到调阻的目的。调阻过程中，电阻应变计与多用途数字万用表连接，通过万用表可时刻监测电阻应变计的阻值变化，操作时，工人用棉签蘸取适量的腐蚀液涂附在敏感栅区域，并用棉签轻轻的、来回擦拭敏感栅表面，直到电阻应变计达到要求的范围，然后将电阻应变计取下来做中和清洗。为了保证调阻的精确度，每调整一个电阻应变计通常须进行多次这样的重复操作。这种方法不仅效率低，而且使得敏感栅整版很不均匀，质量降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻应变计的电化学调阻方法，它能使应变计敏感栅均匀减薄，保证其质量稳定。

一种电阻应变计调阻方法，包括下述步骤：

(1)将电阻测量仪表与待调电阻应变计连接，测量出待调电阻应变计的阻值，算出其与目标阻值的差值；

(2)在待调阻应变计的敏感栅区域均匀喷涂调阻液，所述调阻液为：5～7L去离子水中含有硝酸钠70～160g、氨三乙酸8～30g、柠檬酸10～40g、烃类浸润剂1～5g、十二烷基硫酸钠微量、碳酸钠适量、硝酸铵适量，调阻液的pH＝6～7；

(3)给待调阻应变计施加1～10VDC电压、0.01～2A电流，观察电阻测量仪上的电阻数值变化，当达到目标阻值时，切断电源；

(4)用压缩空气对电阻应变计表面做干燥处理。

进一步，所述(3)中的电压为恒压源，电流为恒流源，电源供为脉冲电源。

进一步，所述调阻液为：5～6L去离子水中含有硝酸钠95～115g、氨三乙酸8～15g、柠檬酸20～30g、烃类浸润剂1.8～3g、十二烷基硫酸钠微量、碳酸钠适量、硝酸铵适量，调阻液的pH＝6～7。

进一步，所述调阻液为：5.3L去离子水中含有硝酸钠80～120g、氨三乙酸12～25g、柠檬酸18～26g、烃类浸润剂1.8g、十二烷基硫酸钠微量、碳酸钠适量、硝酸铵适量，调阻液的pH＝6～7。

本发明的有益效果在于，采用电化学调阻方法，整个过程工艺简单，容易控制，应变计的敏感栅减薄均匀，而且调阻效率高，调阻后的应变计质量稳定。

本发明的理论基础是：

金属材料在一定活性的阳离子、阴离子溶液中会发生化学反应，当这些阳离子或阴离子的活性远大于金属的原子电荷时，他们将发生相互迁移和置换。如果在离子溶液中加入两块金属，两块金属的原子活性有一定的电位差异，这时在活性较高的金属上施加正电压，另一块金属上施加负电压，形成电位差，通过调节金属板之间的距离、电压差，将形成电子迁移，带动原子迁移，从而将反应活性高的金属原子迁移到阴极板上，使阳极板减薄或体积减少。

在前述中已经提到，现有箔式应变计的主要材料是康铜和卡玛，是由铜镍合金、镍铬合金等化学元素组成的单相固溶体。