[发明专利]一种应变计调阻结构及设计方法

权利要求书

1.一种应变计调阻结构，其特征在于，包括：绝缘基底(8)；

所述绝缘基底(8)上设置有主栅(1)、调节栅(2)、短路环(3)和焊盘(5)；所述主栅(1)与若干个调节栅(2)串联；所述调节栅(2)与焊盘(5)进行连接；所述焊盘(5)外接引线，传递电阻值的变化信号；所述主栅(1)和调节栅(2)上覆盖有密封层(9)，防止外界金属杂质的影响；所述调节栅(2)均匀分布于主栅(1)两侧；所述短路环(3)为若干个，所述调节栅(2)与短路环(3)并联；所述短路环(3)上设置有切断标记，调节调节栅(2)的电阻值。

2.根据权利要求1所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述绝缘基底(8)设置有修形边框(7)和MARK点(6)；所述修形边框(7)位于绝缘基底(8)的四个端点；所述MARK点(6)位于焊盘(5)的两侧；所述修形边框(7)和MARK点(6)均可作为基准点，引导切割短路环(3)的切断标记。

3.根据权利要求2所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述若干个短路环(3)的电阻值均不同。

4.根据权利要求3所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述主栅(1)的电阻取值范围为标称电阻的40％～88％；所述标称电阻的阻值由人为设定。

5.根据权利要求4所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述调节栅(2)的电阻R_i取值范围为标称电阻的2％～40％；调节栅(2)采用等比数列设计方法，即第一个调节栅(2)的电阻值为标称电阻1％～12％，第i个调节栅(2)的电阻值为第i-1个调节栅(2)的电阻值的m倍，m取值40％～90％；

所述调节栅(2)的电阻R_i为

R_i＝m^n-1×z×R_b (1)

其中，R_i为第i个调阻栅(2)的电阻，单位Ω；m为每个档位缩放值，一般为40％～90％；Z为调节栅第一个档位占标称电阻比例，一般为1％～12％；R_b为应变计标称电阻，单位Ω。

6.根据权利要求5所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述短路环(3)的切断标记采用机械切割方式或激光切割方式断开。

7.根据权利要求6所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述调节栅(2)与短路环(3)并联，具体为：

所述调节栅(2)与短路环(3)进行并联，得到电阻值R′_i：

其中，r为短路环(3)的电阻，单位Ω；

应变计的设计电阻为:

其中，Rs为设计电阻，单位Ω；X为主栅设计电阻占比，一般为40％～88％；若并联电阻足够小，即lim_r→0R_s＝XR_b。

8.根据权利要求7所述的应变计调阻结构，其特征在于，所述主栅(1)和调节栅(2)为腐蚀箔板而成；

所述调节栅(2)腐蚀后电阻变化系数为w，则切割第i个短路环(3)，电阻增大变化w(R_i-R′_i)；

短路环(3)调节电阻的公式为：

式中：R_c为测量阻值，通过调阻不断接近于标称阻值R_b，单位Ω；R_f为腐蚀后的实测电阻的电阻值，单位Ω；R_c1为腐蚀后的初始电阻实测值，单位Ωα为短路环切割状态，α∈[0,1]，1表示短路环需切割，0不切割；w为腐蚀后调节栅(2)电阻变化系数；R′_i为短接后调节栅电阻值，若r→0则R′_i忽略不计。

9.一种应变计调阻结构的设计方法，其特征在于，包括：在绝缘基底(8)上刻蚀出主栅(1)和调节栅(2)；将主栅(1)与若干个调节栅(2)串联；调节栅(2)与短路环(3)并联；将短路环(3)进行切割，实现电阻放大，对实测电阻与标称电阻进行比对，选择合适的短路环(3)进行逐次逼近切割，实现电阻调整，将主栅(1)和调节栅(2)上覆盖密封层(9)，防止外界金属杂质的影响。