乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6聯(lián)為一體。疏敏感 柵2的兩個引腳為7-1和7-2,中甲敏感柵3的兩個引腳為7-3和7-4,中乙敏感柵4的兩 個引腳為7-5和7-6,密甲敏感柵5的兩個引腳為7-7和7-8,密乙敏感柵6的兩個引腳為 7-9 和 7-10 〇
[0049] 疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6按照其金 屬敏感材料和加工工藝的不同，可以為絲式、箱式、薄膜式、厚膜式。無論何種疏敏感柵2、中 甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6的厚度均很小，使得疏敏感柵2、中 甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6的軸向長度隨其所依附工件的形 變而變化。本發(fā)明基本的關(guān)鍵之處在于疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感 柵5和密乙敏感柵6之間的配合，有如下要點：
[0050] 第一，在基底上布置五個敏感柵，分別稱為疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵 4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6。
[0051 ] 第二，疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6均可 分為多個敏感段8和多個過渡段9,各過渡段9將各敏感段8連接形成敏感柵。比較而言， 敏感段8呈細長形，電阻較大并且其阻值對應(yīng)變較為敏感；所述過渡段9基本呈粗短形，使 得所述過渡段的電阻很小并且對應(yīng)變不敏感，工作狀態(tài)下電阻變化接近于0,因此敏感段電 阻的總和基本為單個敏感柵的總電阻。圖2從更清晰的角度更詳細地標出了敏感段8和過 渡段9。
[0052] 第三，每個敏感柵的敏感段8呈細長條狀，每個敏感段8的所有橫截面形心構(gòu)成敏 感段軸線，該敏感段8軸線為一條直線段，各敏感段8的軸線平行并且位于同一平面中。每 個敏感段8的所有橫截面沿敏感段軸線方向的投影形狀一致。取每個敏感段的軸線中點位 置并以該敏感段電阻值為名義質(zhì)量構(gòu)成所在敏感段的名義質(zhì)點，各個敏感段的名義質(zhì)點共 同形成的質(zhì)心位置為敏感柵的中心。
[0053] 第四，疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6的敏 感段總長度呈3 :8 :8 :5 :5的比例關(guān)系，關(guān)于如何實現(xiàn)此長度比例關(guān)系見下文結(jié)合圖4說明 的方法；疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6的敏感段 總電阻呈3:8 :8 :5 :5的比例關(guān)系；疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5 和密乙敏感柵6的敏感段在相同的應(yīng)變下敏感段的總電阻變化值也呈3 :8 :8 :5 :5的比例 關(guān)系。
[0054] 第五，俯視疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵 6,它們各具有兩種長度和軸向起點不同、終點相同的敏感段，二者段數(shù)相同，合理選擇二者 長度可將上述各敏感柵中心全部配置于y軸上，具體方法見下文結(jié)合圖4的說明。疏敏感 柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6的中心位置均在y軸上，它 們的中心無軸向偏差，有橫向偏差。根據(jù)圖2中應(yīng)變片的俯視圖，疏敏感柵2的敏感段8有 軸向?qū)ΨQ軸xs，疏敏感柵2的中心在y軸與的交點，中甲敏感柵3的敏感段8有軸向 對稱軸xMA，中甲敏感柵3的中心在y軸與的交點，中乙敏感柵4的敏感段8有軸向?qū)?稱軸xMB，中乙敏感柵4的中心在y軸與xMB軸的交點，密甲敏感柵5的敏感段8有軸向?qū)ΨQ 軸xDA，密甲敏感柵5的中心在y軸與的交點，密乙敏感柵6的敏感段8有軸向?qū)ΨQ軸 xDB，密乙敏感柵6的中心在y軸與xDB軸的交點。
[0055] 第六，疏敏感柵2的中心與中甲敏感柵3的中心之間距離為AyA，中甲敏感柵3的 中心與密甲敏感柵5的中心之間距離也為AyA;疏敏感柵2的中心與中乙敏感柵4的中心 之間距離為AyB，中乙敏感柵4的中心與密乙敏感柵6的中心之間距離也為AyB，AyB> ΔyA;中甲敏感柵3的中心與中乙敏感柵4的中心的距離為Δyi，密甲敏感柵5的中心與密 乙敏感柵6的中心之間距離為2Ayi，Ayi=AyB-AyA，如圖2所示。按圖2所示，各敏感 段軸線所確定平面上，中部中甲敏感柵3與中乙敏感柵4之間呈叉指布置，下部密甲敏感柵 5與密乙敏感柵6之間呈叉指布置，無其他敏感柵之間的叉指布置。所述叉指布置是指：兩 敏感柵的各敏感段8軸線所在平面上，在與敏感段軸線垂直方向上兩敏感柵的敏感段錯落 分布，對在該方向上兩敏感柵之敏感段分別出現(xiàn)的次序和次數(shù)不做限制。由于疏敏感柵2、 中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙敏感柵6的相對位置由應(yīng)變片生產(chǎn)工藝 保證被相當精確地固定了，這也是本發(fā)明能檢測工件應(yīng)變橫向偏導(dǎo)數(shù)的關(guān)鍵之一。
[0056] 綜上所述，本發(fā)明疏敏感柵2、中甲敏感柵3、中乙敏感柵4、密甲敏感柵5和密乙 敏感柵6的敏感段在相同的應(yīng)變下敏感段的總電阻變化值也呈3 :8 :8 :5 :5的比例關(guān)系，各 敏感柵中心軸向無偏差，橫向有偏差，疏敏感柵2的中心與中甲敏感柵3的中心之間距離為 AyA，中甲敏感柵3的中心與密甲敏感柵5的中心之間距離也為AyA;疏敏感柵2的中心與 中乙敏感柵4的中心之間距離為AyB，中乙敏感柵4的中心與密乙敏感柵6的中心之間距 離也為AyB，AyB>AyA;中甲敏感柵3的中心與中乙敏感柵4的中心的距離為Ayi，密甲 敏感柵5的中心與密乙敏感柵6的中心之間距離為2Ayi，Ayi=AyB-AyA。
[0057] 令自由狀態(tài)下疏敏感柵2電阻為化。，中乙敏感柵4電阻為RM。，密乙敏感柵6電阻 為L，應(yīng)有化。+1^。=RM=R。。將本發(fā)明的應(yīng)變片安置于某有表面應(yīng)變時，疏敏感柵2電阻 為RQ+ΔR,，中乙敏感柵4電阻為RQ+ΔRM。，密乙敏感柵6電阻為RQ+ΔL另一方面，疏敏感 柵2以及密乙敏感柵6的中心分別位于圖2中y軸與xs的交點以及y軸與XDB的交點，橫 向上相距2AyB。利用敏感柵電阻與表面應(yīng)變的關(guān)系以及數(shù)值微分的公式有：
[0058]
[0059] 其中j7為密乙敏感柵6中心偏下外側(cè)ΔyB處，也就是圖2中y軸與x。^交點， 為疏敏感柵2中心處的應(yīng)變，εM為中乙敏感柵4中心處的應(yīng)變，ε^3密乙敏感柵6中 心處的應(yīng)變。這即是本實施例測量表面應(yīng)變橫向偏導(dǎo)的原理。特別注意，上式所計算的數(shù) 值微分為密乙敏感柵6中心偏下外側(cè)AyB位置的應(yīng)變橫向一階偏導(dǎo)，該位置為應(yīng)變片的下 側(cè)邊緣甚至邊緣外側(cè)，因此具有便于測量工件角落處、邊緣處等對應(yīng)變片有尺寸限制部位 的橫向一階偏導(dǎo)的優(yōu)勢。同樣，疏敏感柵2、中甲敏感柵3和密甲敏感柵5可配合計算密甲 敏感柵5中心偏下外側(cè)△yA位置，也就是圖2中y軸與X@軸的交點，的應(yīng)變橫向一階偏導(dǎo) 數(shù)。上述密乙敏感柵6中心偏下外側(cè)AyB位置的應(yīng)變橫向一階偏導(dǎo)和密甲敏感柵5中心 偏下外側(cè)AyA位置的應(yīng)變橫向一階偏導(dǎo)數(shù)可通過對疏敏感柵2的分時復(fù)用實現(xiàn)幾乎同時 測量。
[0060] 將本實施例配合電橋可用于測量應(yīng)變、應(yīng)變橫向一階偏導(dǎo)，假設(shè)電橋輸入電壓為 Ul、輸出電壓為Uc]，測量電橋的示意圖見圖3。在無工件應(yīng)變作用時，電橋各橋臂電