应变片制备方法及具有其的应变片及霍普金森杆技术

应变片制备方法及具有其的应变片，该方法包括如下步骤：在目标面上打印应变敏感层；固化所述应变敏感层；在所述应变敏感层的端部布设导电部件；在所述应变敏感层上设置聚合物薄膜层，以使所述聚合物薄膜层覆盖所述应变敏感层与所述导电部件的连接点以及应变敏感层。该制备方法适合平面和曲面等多种目标面的制备，能够减少在目标面制备应变片的时间，提高制备效率，同时能够将应变片准确地制备在目标位置且粘结牢固，保证在目标表面制备的应变片整体性能稳定、灵敏度高，且制备过程中不会出现气泡，制备过程干净整洁，该方法可用于制备较大范围尺寸的应变片，应用更加广泛。

The preparation method of strain gauge and its strain gauge and Hopkinson rod

【技术实现步骤摘要】
应变片制备方法及具有其的应变片及霍普金森杆
本专利技术涉及应变片领域，尤其是应变片制备方法及具有其的应变片及霍普金森杆。
技术介绍
应变片是常用到的测量器件，目前用到的应变片一般包括电阻应变片及半导体应变片，无论是电阻应变片还是半导体应变片，其功能层均先制作在绝缘基底上，该基底刚度较大，使用时需要将应变片粘贴在结构或者试件表面。粘结方式主要为胶黏接，胶黏剂采用502胶时，需待清洗剂挥发后，先在贴片位置滴一点502胶，用应变计背面将胶水涂匀，然后用镊子拨动应变计，调整位置和角度，完成地位后，在应变计上垫一层聚乙烯或四氟乙烯薄膜，用手指轻轻挤压出多余的胶水和气泡，待胶水初步固化后即可松开。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：应变片的角度不易控制：对于电阻应变片或者半导体应变片，都是有方向性的，对于目前常用的格栅形状的应变片，其长度方向变形最大，也就意味着其最敏感，而宽度方向其敏感度最低，因此只有保持应变片与试件变形方向平行才能提高电阻应变片的性能，从而提高测量的准确性，而手动式贴片很难保证电阻丝的方形与材料变形方向平行；粘接剂的厚度不易控制：应变片的形变是由试件引起的，其中粘接剂的厚度如果太厚，容易引起形变的衰减，太薄容易导致粘接不牢固，在涂粘接剂时，需要用手将胶水挤出，并保证接触面没有气泡，手指按压至粘接剂固化方可，这个过程与粘结剂量和温度有关，至少要保持几分钟，按压的过程中手指容易活动导致应变片方向错位等问题；固化时间较长：初步固化后的粘结剂需静置一段时间才能达到最大粘接强度；对于接触表面是平面时，粘结会比较容易，对于接触表面是曲面时，基底与试件的接触面容易翘起导致功能层与试件粘结不充分。
技术实现思路
有鉴于此，提供一种应变片制备方法，该方法包括如下步骤：应变片制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：在目标面上打印应变敏感层；固化所述应变敏感层；在所述应变敏感层的端部布设导电部件；在所述应变敏感层上设置聚合物薄膜层，以使所述聚合物薄膜层覆盖所述应变敏感层与所述导电部件的连接点以及所述应变敏感层。进一步地，在目标面上打印应变敏感层之前，还包括在所述目标面上打印绝缘基底并固化所述绝缘基底。进一步地，所述绝缘基底的厚度小于10μm。进一步地，所述应变敏感层的材料包括聚合物和导电颗粒。进一步地，所述导电颗粒的质量分数为10％-30％。进一步地，所述聚合物薄膜层的厚度小于50μm。另一方面，还提供了一种应变片，所述应变片由上述的应变片的制备方法制作而成。再一方面，还提供了一种霍普金森杆，包括应变片，所述应变片由上述的应变片的制备方法制作而成。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明图1所示为本专利技术实施例1提供的应变片的制备方法的流程图。图2所示为采用实施例1应变片制备方法获得的应变片俯视图。图3所示为采用实施例1应变片制备方法获得的应变片的剖面图。图4所示为采用实施例1应变片制备方法获得的电容式应变片的俯视图。图5所示为采用实施例1应变片制备方法获得的在霍普金森杆上制备应变片的侧视图。图6所示为采用实施例1应变片制备方法获得的在承重梁的底部制备应变片的俯视结构示意图。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。提供一种应变片的制备方法及具有其的应变片及霍普金森杆。该制备方法适合平面和曲面等多种目标面的制备，能够减少在目标面制备应变片的时间，提高制备效率，同时能够将应变片准确地制备在目标位置且粘结牢固，保证在目标表面制备的应变片整体性能稳定、灵敏度高，且制备过程中不会出现气泡，制备过程干净整洁。图1所示为本专利技术实施例1提供的应变片制备方法的流程图，图2所示为采用实施例1应变片制备方法获得的应变片俯视图，图3所示为采用实施例1应变片制备方法获得的应变片的剖面图。如图1-3所示，本专利技术实施例提供的应变片制备方法包括如下步骤：S1：在目标面上打印应变敏感层；S2：固化所述应变敏感层；S3：在所述应变敏感层的端部布设导电部件；S4：在所述应变敏感层上设置聚合物薄膜层，以使所述聚合物薄膜层覆盖所述应变敏感层与所述导电部件的连接点以及所述应变敏感层。S1步骤中，在目标面上打印应变敏感层，目标面为要在其上制备应变片的某器件的目标区域表面，该目标面可以为非导电的某器件的目标区域表面，或者该器件的目标区域表面已有绝缘基底层1，不需要另外在该器件的目标区域表面上制备绝缘基底层1，应变敏感层2的功能是将应变转化为电阻的变化，本实施例中，该步骤是利用3D打印步骤实现的，通过控制打印机喷头的运动可实现具有不同图案的应变敏感层2的制作。应变敏感层2的宽度和厚度可以通过控制打印头的尺寸得到，应变敏感层2为多个线条组成的图案，相邻的应变敏感线条之间的距离可以通过在PC端的程序设计或具有完整图案设计的打印喷头的打印设备实现。进一步地，用于打印应变敏感层2的打印材料可以为聚合物与导电颗粒的复合材料，其中，聚合物可以选择聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯、橡胶等弹性较好的材料，弹性好的材料可以实现应变敏感层2的更大变形，提高了灵敏度及准确性。导电颗粒包括石墨、石墨烯、碳纳米管、银纳米颗粒等，进一步地，为保证应变敏感层2的良好的导电性，聚合物与导电颗粒的复合物中，导电颗粒的质量分数为10-30％。S2步骤中，固化应变敏感层2，固化方式包括光固化和热固化。如果应变敏感层2不进行固化，则在应变敏感层2上制备聚合物薄膜层4时，应变敏感层2容易变形，从而导致最终制备的应变片不能实现应变功能。S3步骤中，在应变敏感层2的端部布设导电部件3，布设方式包括直接将导电部件3粘结于应变敏感层2上，或在应变敏感层2上打印导电部件3。该导电部件3用于连接外部测量电路，将应变敏感层2因应变转化为电阻的阻值传递并导出。S4步骤中，在应变敏感层2上设置聚合物薄膜层4，以使聚合物薄膜层4覆盖应变敏感层2与导电部件3的连接点以及应变敏感层2。本实施例中是在应变敏感层2上部设置一层聚合物薄膜4，聚合物薄膜层4的作用是对应变敏感层2，以及变敏感层2与导电部件3的连接点保护作用。另一实施例中，在目标面上打印应变敏感层之前，还包括在目标面上打印绝缘基底并固化该绝缘基底。在目标面上打印绝缘基底1的目的是避免造成底层试件与应变敏感层2之间的电路短路。固化所述绝缘基底1的目的是保证应变敏感层2在制备的过程中渗漏到目标打印面上。因本实施例中绝缘基底1的厚度较薄，因此，在室温下自然静置1分钟也可完成绝缘基底1的固化，如需加速绝缘层1的固化，也可利用固化设备对其进行光固化或热固化。进一步地，一方面，为保证绝缘基底1与底层试件的牢固粘结且在试件高速变形时不会发生脱粘，另一方面，为降低绝缘基底1对于信号的衰减，以得到更准确的应变数据，也即绝缘基底1不但要实现绝缘这一基本功能，同时其厚度需要尽可能小，本实施例中，该绝缘基底1的厚度优选为小于10μm，厚度越薄，其测量精度越高，可采用丝网印刷、喷墨打印或喷雾热解法制备该绝缘基底1，在其他实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.应变片制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：在目标面上打印应变敏感层；固化所述应变敏感层；在所述应变敏感层的端部布设导电部件；在所述应变敏感层上设置聚合物薄膜层，以使所述聚合物薄膜层覆盖所述应变敏感层与所述导电部件的连接点以及所述应变敏感层。

【技术特征摘要】
1.应变片制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：在目标面上打印应变敏感层；固化所述应变敏感层；在所述应变敏感层的端部布设导电部件；在所述应变敏感层上设置聚合物薄膜层，以使所述聚合物薄膜层覆盖所述应变敏感层与所述导电部件的连接点以及所述应变敏感层。2.如权利要求1所述的应变片制备方法，其特征在于：在目标面上打印应变敏感层之前，还包括在所述目标面上打印绝缘基底并固化所述绝缘基底。3.如权利要求2所述的应变片的制备方法，其特征在于：所述绝缘基底的厚度小于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，唐瑞涛，刘兰兰，付浩然，陆方圆，
申请(专利权)人：浙江清华柔性电子技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33