什么是應力測量儀？應力測量儀的應用及原理

什么是應力測量儀？

應力測量儀是測量施加在材料上的應力的裝置。

根據用途的不同，測量壓力的機器有多種類型，但在這里我們將討論一般測量壓力的機器。應力有兩種類型：壓應力和拉應力，如果任一應力過高，都可能導致部件損壞。除了機械外力產生的應力外，還有單個部件本身因熱處理、成膜等原因產生的殘余應力。

強化玻璃和鋼筋材料通過在其表面故意產生殘余壓應力來提高產品的強度。

應力測量儀的應用

應力測量儀器不僅應用于產品開發領域，還應用于熱處理、成膜、玻璃強化等領域。在研發領域，我們可以通過了解零件中產生的應力來檢查零件的強度，相反，我們可以通過減少不必要的形狀來減輕重量和成本。

在半導體工業中，各種薄膜沉積在硅片上，但薄膜沉積會在產品中產生應力。應力過大會導致薄膜剝落，因此通過應力測量進行質量控制極其重要。

另外，當玻璃被強化時，通過增加表面附近的壓應力來增加強度，并且在強化過程之后還要進行應力測量。

應力測量儀原理

應力測量儀器的原理根據測量方法的不同而有所不同，但它們都檢測被測物體中發生的應變。扭曲是指物體因外力而膨脹、收縮、扭曲或變形。

應力是單位面積產生的力，通過外力引起的應變乘以材料的楊氏模量來計算。因此，應力測量儀器并不直接測量應力，而是通常捕獲外力在材料中引起的應變量，并將其乘以楊氏模量將其轉換為應力值。

應變檢測方法有多種類型，并且已經開發出利用每種原理的應力測量儀器。

應力測量儀的類型

應力測量儀器有多種類型，具體取決于要測量的產品和應力的大小。有四種典型類型：

1. 應變片

應變片用于測量結構件等的應力。這是一種根據電阻變化檢測粘貼部分變形的裝置。使用應變片測量應力只能測量應變片所附著的區域。

另外，不僅粘貼應變片的位置，粘貼的方向也很重要。它還可用于驗證使用 CAE 進行的結構分析。

2、紅外檢測

與應變儀一樣，紅外應力測量也是一種用于測量結構部件應力的方法。當材料受到外力變形時，由于熱彈性效應，其表面溫度會發生變化。

紅外應力測量是一種檢測物體表面因應變而發生的溫度變化所產生的應力的裝置。應變計只能測量其附著點的應力，但紅外應力測量可以測量大范圍的應力。

3. 激光光反射

使用激光反射的應力測量用于測量薄膜沉積過程中的應力。該方法通過比較成膜前后激光的反射來計算由于基板翹曲而引起的曲率半徑的變化，并將其轉換為成膜引起的膜應力。使用激光的應力測量也用于評估半導體硅晶片和鋼化玻璃。

4. X 射線衍射

X射線衍射應力測量用于測量鋼材熱處理和表面處理產生的殘余壓應力。 X射線衍射是用波長與原子間距相似的X射線照射具有規則排列的原子的材料，并利用散射的X射線的衍射的測量方法。

X射線衍射不僅用于應力測量，還用于材料的定性和定量分析、晶體尺寸和晶格應變的計算等各種分析。