厚膜電阻應(yīng)變計(jì)的制備與性能研究.pdf

1、本文的研究工作旨在研制一種新型電阻應(yīng)變計(jì),以期可以將其應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)變測(cè)量領(lǐng)域。目前已經(jīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)變傳感器,如半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)、金屬絲/箔式應(yīng)變計(jì)、壓電傳感器、光纖傳感器、形狀記憶合金等,在應(yīng)用時(shí)各自均存在不同的問題,如成本高、敏感性差、安裝難度大、數(shù)據(jù)采集及處理復(fù)雜、蠕變、可重復(fù)性差等。與上述傳感器相比,厚膜電阻具有高應(yīng)變敏感性、低電阻溫度系數(shù)、低應(yīng)變溫度系數(shù)、高穩(wěn)定性、良好可重復(fù)性等綜合優(yōu)勢(shì),加之其印刷、燒結(jié)工藝易于實(shí)

2、現(xiàn)、成本較低,具有作為應(yīng)變傳感器用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的潛力?；诖?本文重點(diǎn)研究了厚膜電阻應(yīng)變計(jì)的制備及其性能參數(shù)測(cè)試方法、探討了厚膜電阻的改性處理方法、從微觀角度分析了厚膜電阻的導(dǎo)電機(jī)理。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)探索了厚膜電阻應(yīng)變計(jì)的制備方法,通過絲網(wǎng)印刷工藝及合理的燒成制度制備了應(yīng)變系數(shù)為9.619、電阻溫度系數(shù)為44ppm/℃的厚膜電阻應(yīng)變計(jì)。
　　(2)實(shí)驗(yàn)研究了厚膜電阻應(yīng)變計(jì)的數(shù)據(jù)采集與處理方法,通過厚膜電阻應(yīng)變

3、計(jì)與靜態(tài)應(yīng)變儀的橋路連接實(shí)驗(yàn),說明了厚膜電阻應(yīng)變計(jì)以半橋的形式與靜態(tài)應(yīng)變儀連接,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與處理的可行性。
　　(3)研究了三種改性劑(WO3、BaTiO3、Al2O3)對(duì)厚膜電阻漿料改性的可行性,發(fā)現(xiàn)WO3改性效果優(yōu)于BaTiO3和Al2O3,且WO3最優(yōu)摻雜比例為20％,此時(shí)應(yīng)變系數(shù)最高為18.967。
　　(4)借助掃描電子顯微鏡(SEM),從微觀角度分析了厚膜電阻的結(jié)構(gòu),并建立一維導(dǎo)電路徑模型。討論了導(dǎo)電相粒徑與勢(shì)