工业应力测量与传感选型之所以棘手,在于“应变片”看似只是一张薄薄的金属箔,实则在同一系列下分化出了极其复杂的测量矩阵:单轴追求基础拉压,多轴平面配置(Rosette)用以捕捉未知的主应力方向,而重叠配置(Stacked)则要在极限空间内实现多轴同源测量;常规结构测试依赖 120Ω 与 350Ω,传感器制造需要 1000Ω 或 500Ω 来降低自热,而重型设备则可能需要 60Ω 的极低阻值来提升信噪比;更别提盲孔法、扭矩测量、集中应力测量等特殊排布。用一套“通用型号”去覆盖所有场景,结果通常是在某个隐蔽的维度上失守——空间极其狭窄时普通平面片贴不下,现场焊接漆包线导致端子被扯断,或是材料线膨胀系数不匹配导致温漂让数据作废。
共和电业(KYOWA)的 KFGS 系列应变片谱系,正是沿着“敏感栅轴数、特殊力学场景、电阻值与接线方式”这条主线展开的:120Ω/350Ω 主流阻值覆盖从单轴到 4轴平面的常规分析;重叠配置、穿孔法、扭矩用、集中应力 5 元素等特殊型号直击极端测试痛点;60Ω 至 1000Ω 的特种阻值以及全面覆盖的带端子(T)版本,则将测量边界延伸到了传感器 OEM 制造与极其苛刻的现场施工环境。
以下是根据数据完整梳理的 KFGS 核心型号览(严格核实型号后缀与尺寸):
| 分类 | 完整型号系列 | 敏感栅尺寸 | 基底尺寸 | 线膨胀系数 | 核心定位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2轴重叠 | KFGS-1-120-D | × 1.5 mm | ø7 mm | 11,16,23,27 | 空间极小,两轴90°立体叠放,同源测点 |
| 3轴重叠 | KFGS-1-120-D | × 1.5 mm | ø7 mm | 11,16,23,27 | 空间极小,三轴0/45/90°立体叠放盲测主应力 |
| 3轴平面 | KFGS-02-120-D29-11/16/23/27 | 2 × 1.5 mm | 11 × 11 mm | 11,16,23,27 | 引线长3mm;测量集中应力,微型化平面配置 |
| 3轴平面 | KFGS-2-120-D31-11/16/23/27 | 2 × 1.4 mm | 11 × 11 mm | 11,16,23,27 | 带温度补偿功能的三轴平面配置 |
| 4轴平面 | KFGS-1-120-D32-11/16/23/27 | 1.5 × 1.5 mm | ø12 mm | 11,16,23,27 | 四轴应变花,用于更复杂的应力场分析 |
| 2轴重叠 | KFGS-1-350-D | × 2 mm | ø7 mm | 11,16,23,27 | 350Ω版本的2轴重叠配置 |
| 3轴重叠 | KFGS-1-350-D | × 2 mm | ø8 mm | 11,16,23,27 | 350Ω版本的3轴重叠配置 |
| 2轴平面 | KFGS-1-350-D | × 2 mm | ø8 mm | 11,16,23,27 | 350Ω版本的2轴平面配置 |
| 分类 | 完整型号系列 | 敏感栅尺寸 | 基底尺寸 | 线膨胀系数 | 核心定位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 穿孔法用 | KFGS-1-120-D28-11/16/23/27 | 1.3 × 1.2 mm | ø10 mm | 11,16,23,27 | 盲孔法残余应力测量三轴配置 |
| 集中应力 | KFGS-1-5-D08-11/16/23/27 | 1 × 1.4 mm | Ø2 × 4 mm | 11,16,23,27 | 引线长3mm;1轴5元素,捕捉应力梯度极值 |
| 集中应力 | KFGS-1-5-D33-11/16/23/27 | 2 × 1.5 mm | 9 × 9 mm | 11,16,23,27 | 引线长3mm;1轴5元素,孔边/缺口集中应力 |
| 集中应力 | KFGS-1-120-D30-11/16/23/27 | 1 × 1.4 mm | Ø2 × 4 mm | 11,16,23,27 | 2轴5元素重叠配置,极小空间多轴梯度测量 |
| 扭矩/剪切 | KFGS-2-120-D20-11/16/23/27 | 2 × 3.4 mm | 4 × 7 mm | 11,16,23,27 | 特殊角度排布,直读剪切应变/扭矩 |
| 扭矩/剪切 | KFGS-2-350-D20-11/16/23/27 | 3 × 4.5 mm | 5 × 12 mm | 11,16,23,27 | (注意页面此表头标注为120Ω,但型号实为350Ω) |
| 扭矩/剪切 | KFGS-3-350-D20-11/16/23/27 | 3 × 2 mm | 6 × 10 mm | 11,16,23,27 | 350Ω微型扭矩测试 |
| 分类 | 完整型号系列 | 敏感栅尺寸 | 基底尺寸 | 线膨胀系数 | 核心定位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1000Ω | KFGS-1-1000-C1-11/16/23/27 | 3 × 3 mm | 12.4 × 5.8 mm | 11,16,23,27 | 高阻值,低自热,传感器制造 |
| 500Ω | KFGS-1-500-D09-11/16/23/27 | 3 × 3 mm | 7 × 4.2 mm | 11,16,23,27 | 单轴重叠配置,传感器制造 |
| 350Ω | KFGS-1~3-350-C1-11/16/23/27 | 3×2 / 3×2 / 2×2 mm | 9.4×4.2 / 7.4×4.2 / 6.4×3.4 mm | 11,16,23,27 | 1号/2号/3号尺寸常规单轴,长导线抗干扰 |
| 60Ω | KFGS-1~2-60-C1-11/16/23/27 | 3 × 2 mm | 10×4.5 / 7.2×3.5 mm | 11,16,23,27 | 极低阻值,适合特定阻抗匹配或高信噪比需求 |
| 分类 | 完整型号系列 | 敏感栅尺寸 | 基底尺寸 | 核心优势 |
|---|---|---|---|---|
| 单轴带端子 | KFGS-2-120-C1-11T/16T/23T/27T | 2 × 1.2 mm | 6.3 × 2.8 mm | 自带接线端子,免除漆包线直接焊接,抗震动 |
| 2轴重叠带端子 | KFGS-1-120-D16-11T/16T/23T/27T | 1 × 1.5 mm | ø7 mm | 极小空间重叠配置 + 端子化快速接线 |
| 3轴重叠带端子 | KFGS-1-120-D17-11T/16T/23T/27T | 1 × 1.5 mm | ø7 mm | 极小空间三轴盲测 + 端子化免焊接 |
当测点面临复杂的平面应力时,3轴或4轴配置是必须的。但在狭窄的焊缝根部或微小的零件上,传统平面配置(如 KFGS-2-120-D31,基底达 11×11mm)根本无处安放。
此时,重叠配置(如 KFGS-1-120-D17) 是*的解。它的敏感栅尺寸仅为 1×1.5mm,整体基底直径仅 ø7mm。三组敏感栅在 Z 轴上垂直叠放,确保了它们测量的是*同一点的三向应变。如果在空间允许的情况下,应优先选择平面配置,因为其制造工艺更成熟、成本相对较低且散热更好;只有在极限空间下,才动用重叠配置。
1轴5元素(如 KFGS-1-5-D08 / D33):在孔边、裂纹*或圆角处,应力梯度呈几何级数变化。单根敏感栅只能测出平均值。5元素配置将5根极细的敏感栅并列排布,能够描绘出应力集中的衰减曲线。
穿孔法(如 KFGS-1-120-D28):基底为 ø10mm 的圆形,中心留有打孔空间。配合盲孔法,是测量焊接件、铸件残余应力的行业标准利器。
称重传感器、压力传感器和扭矩传感器内部,需要应变片长期稳定工作。
1000Ω(KFGS-1-1000-C1) 与 500Ω(KFGS-1-500-D09):高阻值意味着更小的激励电流,从源头上抑制了应变片自身的发热(自热效应),这对于要求微米级精度且不能有热漂移的传感器至关重要。
60Ω(KFGS-1-60-C1):这是特种应用,通常用于匹配特定的低阻抗桥路或要求极高输出电流的特殊传感器场景。
在震动强烈的机械内部(如发动机、重型机床)或高空作业时,直接用电烙铁在微小的基底上焊接细如发丝的漆包线,是测试工程师的噩梦。虚焊、脱焊、焊锡烫穿基底屡见不鲜。
带有 T(Terminal) 后缀的型号(如 KFGS-2-120-C1-11T),在出厂时就固定好了金属接线端子。现场只需用螺丝压接或插头连接外部导线,极大提升了测试的存活率和施工效率。
看图与核实型号:如截图所示,在“KFGS 120Ω 2轴平面配置(扭矩用)”的标题下,列出了 KFGS-2-350-D20 的型号,这表明将部分 350Ω 的扭矩型号放在此处展示。下单时必须看清型号中的阻值字段,以免买错电阻值导致应变仪桥路无法平衡。
基底尺寸 > 敏感栅尺寸:选型时不能只看敏感栅尺寸,必须查看基底尺寸。例如 30mm 的应变片,基底可能长达 37mm。如果贴装空间只有 35mm,强行安装会导致基底边缘翘起而损坏。
错用扭矩片:D20 系列(如 KFGS-2-120-D20)的敏感栅是倾斜的。如果把它贴在单向拉伸的钢板上,读数将远小于真实应变,造成安全事故隐患。
| 需求场景 | 型号组合 | 关键理由 |
|---|---|---|
| 未知主应力方向,空间极小 | KFGS-1-120-D17(3轴重叠) | ø7mm极小基底,三轴同源,盲测主应力 |
| 盲孔法残余应力测试 | KFGS-1-120-D28(穿孔法用) | ø10mm基底,中心打孔释放应力 |
| 孔边/裂纹*应力集中 | KFGS-1-5-D08 / D33(5元素) | 5根微栅并列,精测应力梯度,引线长3mm |
| 传动轴扭矩/剪切测量 | KFGS-2-120-D20 / KFGS-3-350-D20 | 倾斜敏感栅,直接输出剪切应变信号 |
| 高精度传感器OEM制造 | KFGS-1-1000-C1 / KFGS-1-500-D09 | 高阻值低自热,长期零点稳定性好 |
| 震动环境/免除焊接 | KFGS-2-120-C1-11T / D16-11T | 带金属端子(后缀T),插拔/螺丝固定,抗拉扯 |
| 铝合金/不锈钢特定材质 | 选择后缀为 -23 / -16 的对应型号 | *匹配线膨胀系数,消除温度漂移 |
结尾转化
工业应力测试为什么这么难?狭窄空间要 ø7mm 的重叠片,应力集中要 5 元素的微栅,传动轴要斜角的扭矩片,传感器制造要高阻值防自热,震动现场还得靠端子免焊防拉扯,更别提钢、铝、不锈钢完全不同的线膨胀系数——用一套通用型号去覆盖所有测点,必然在某个维度上失守。共和电业(KYOWA)KFGS 系列,从 60Ω 到 1000Ω 的完整阻值,从单轴到 4轴平面、重叠、5元素的全面配置,通过应力场分布、阻值匹配、安装环境三个维度对号入座,才是精密应变测试选型的正解。
共和 KYOWA 应变片全系列,从常规单轴到多轴重叠,从传感器 OEM 到现场端子化连接,为您提供*、稳定的全场景应变测量方案。
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