[发明专利]基于磁流变弹性体的应变片

说明书

技术领域

本发明涉及应变片领域，特别是涉及一种基于磁流变弹性体的应变片。

背景技术

现有的电阻应变片通常为使用敏感栅作为测量应变的元件，敏感栅耐温耐湿性差，而且容易被杂质腐蚀，即使经过封装处理依然不能完全解决防腐蚀的问题，需在低于70℃下使用，应用范围较窄，结构精细，容易损坏，制作工艺复杂，不易维护。敏感栅采用的电阻丝直径由现有的工艺影响均在20 um以上，因此，测量精度较低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于磁流变弹性体的应变片，本应变片精度较高，应用范围广泛。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于磁流变弹性体的应变片，包括上绝缘膜、下绝缘膜，上绝缘膜的下表面粘贴固定有上电极片，上电极片上焊接固定上引线，下绝缘膜的上表面粘贴固定有下电极片，下电极片与上电极片相向对应，下电极片上焊接固定下引线，上电极片、下电极片之间设置一呈片状的磁流变弹性体，该磁流变弹性体的上、下端面分别与上电极片、下电极片粘贴固定，磁流变弹性体内部预结构化的软磁颗粒形成若干软磁颗粒链，各软磁颗粒链的轴线均垂直于磁流变弹性体的上、下端面。

所述上绝缘膜与下绝缘膜均为高分子薄膜，上绝缘膜与下绝缘膜的厚度均为15～25um。

所述上电极片与下电极片均采用铜或银制成，电极片与下电极片的厚度均为40～60um。

所述磁流变弹性体的厚度为100～200um。

所述磁流变弹性体的上、下端面形状为矩形，该矩形的长为4～6mm。

所述磁流变弹性体内部软磁颗粒的粒径为0.5～1um。

由于采用了上述方案，上电极片、下电极片之间设置一呈片状的磁流变弹性体，磁流变材料是一类可以由外部磁场控制的新型智能材料，具有响应迅速(ms级)、可逆性好，并可通过调节外磁场的强弱来控制材料的力学性能的连续变化。磁流变弹性体属于磁流变材料家族中一个新的分支，它是将软磁颗粒填充于橡胶类基体中并在磁场作用下固化所得。这种磁流变弹性体受应变作用的影响十分敏感，可转化为其电阻值的变化。磁流变弹性体内部预结构化的软磁颗粒形成若干软磁颗粒链，各软磁颗粒链的轴线均垂直于磁流变弹性体的上、下端面。当应变片受力发生应变变形时，磁流变弹性体内部的软磁颗粒间距发生变化，致使磁流变弹性体的电阻值随着应变片的应变变形而改变。由于软磁颗粒直径可以远小于敏感栅电阻丝的直径，因此，磁流变弹性体的电阻值变化非常敏感，精度极高。可有效提高应变片的精度，同时结构简单，易于维护。该磁流变弹性体的上、下端面分别与上电极片、下电极片粘贴固定，上电极片上焊接固定上引线，下电极片上焊接固定下引线，两引线连接数据处理模块，进而计算出应变量的大小。上、下绝缘膜用于封装上下电极片，防止漏电，影响测量精度。磁流变弹性体的软磁颗粒固化在磁流变弹性体的基体内，温度和湿度均不会影响测量结构，应用范围广泛。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的分解示意图；

图2为本发明的结构示意图。

附图中，1为上绝缘膜，2为上电极片，3为下绝缘膜，4为下电极片，5为磁流变弹性体，6a为上引线，6b为下引线。

具体实施方式

参见图1，为基于磁流变弹性体的应变片的一种实施例，包括上绝缘膜1、下绝缘膜3，本实施例中，所述上绝缘膜1与下绝缘膜3均为高分子薄膜，上绝缘膜1与下绝缘膜3的厚度均为15～25um，本实施例中，上绝缘膜1与下绝缘膜3的厚度均为20um。上绝缘膜1的下表面粘贴固定有上电极片2，上电极片2上焊接固定上引线6a，上引线6a的焊点位于上电极片2与上绝缘膜1之间，密封性好，可以防止与磁流变弹性体发生干涉。下绝缘膜3的上表面粘贴固定有下电极片4，下电极片4与上电极片2相向对应，下电极片4上焊接固定下引线6b，下引线6b位于下电极片4与下绝缘膜3之间，密封性好，可以防止与磁流变弹性体发生干涉。本实施例中，所述上电极片2与下电极片4均采用铜或银制成，电阻值较低，测量精度更高。电极片2与下电极片4的厚度均为40～60um，本实施例中，电极片2与下电极片4的厚度均为50mm。