破解塑料貼合難題：KFP-5-120-C1 安裝固化與數據采集的實踐要點

更新時間：2025-12-16

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塑料材質具有低硬度、高彈性、熱膨脹系數大的特性，在應力測量中，應變片與塑料基材的貼合易出現粘結不牢、熱膨脹失配、信號漂移等問題。KYOWA 共和 KFP-5-120-C1 作為塑料專用高貼合性箔式應變片，通過聚酰亞胺柔韌基底、精準線膨脹系數匹配設計，為塑料構件應力測量提供了可靠解決方案。本文聚焦該型號應變片的安裝固化與數據采集全流程，拆解針對塑料材質的實操要點，破解貼合難題，實現精準測量。

一、前期準備：塑料材質適配的核心前提

塑料構件的表面特性與力學性能，決定了應變片安裝前的準備工作需區別于金屬基材，核心目標是提升基底與塑料的粘結力，消除表面雜質與應力隱患。

1. 材質特性確認與應變片選型核對

首先需明確被測塑料構件的具體材質，如丙烯樹脂、聚乙烯、ABS 等，確認其線膨脹系數是否與 KFP-5-120-C1 的65×10??/℃ 匹配，這是避免溫度漂移的關鍵。同時核對應變片參數：120Ω 標稱電阻、5mm 敏感柵尺寸，確保與數據采集儀的輸入阻抗兼容，且敏感柵尺寸適配塑料構件的應力分布區域 —— 對于應力集中的微小區域，需確認 5mm 柵體不會因 “平均效應" 掩蓋峰值應力。

2. 專用工具與物料選型

針對塑料易劃傷、易軟化的特性，工具與物料需優先選擇溫和且適配性強的類型：

打磨工具選用400-600 目細砂紙，避免粗砂紙造成塑料表面過度損傷；

清潔試劑優先使用無水乙醇，禁用丙酮等強腐蝕性溶劑，防止塑料表面溶脹變形；

粘合劑必須選用共和專用CC-33A 柔性粘合劑，其彈性模量與塑料材質更匹配，可隨塑料形變同步伸縮，避免剛性粘合劑導致的應變片脫落或開裂；

輔助工具準備防靜電鑷子、無塵脫脂棉、精準定位尺，防止操作過程中污染應變片或偏移安裝位置。

3. 塑料構件表面預處理

塑料表面的油污、脫模劑是粘結失效的主要誘因，需分三步完成預處理：

除塵除油：用脫脂棉蘸取無水乙醇，沿同一方向反復擦拭被測區域，直至脫脂棉無明顯污漬，避免來回擦拭造成污漬擴散；

輕度打磨：以交叉打磨方式處理表面，打磨面積需大于應變片基底面積的 3 倍，形成均勻粗糙的表面，增強粘合劑的機械咬合力；打磨后再次用無水乙醇清潔，去除打磨碎屑；

應力釋放：部分注塑塑料構件存在殘余應力，需在預處理后靜置 24 小時，待構件應力穩定后再進行貼片操作，避免殘余應力釋放影響測量數據。

二、核心操作：塑料適配的安裝固化工藝

KFP-5-120-C1 的安裝固化是破解貼合難題的核心環節，需圍繞 “柔性貼合、緩慢固化、避免損傷" 的原則，區別于金屬基材的操作流程。

1. 精準貼片：柔性貼合的關鍵步驟

定位標記：用定位尺在預處理后的塑料表面標記應變片安裝位置，確保敏感柵方向與被測應力方向一致，單軸應變片需嚴格平行于受力方向；

粘合劑涂抹：在應變片基底均勻涂抹一層薄而均勻的 CC-33A 粘合劑，厚度控制在 0.05-0.1mm，過厚會增加應變傳遞損耗，過薄則粘結力不足；

柔性按壓：用防靜電鑷子夾取應變片，精準貼于標記位置，用手指腹輕壓應變片邊緣，避免用力按壓—— 塑料材質易變形，過度壓力會導致構件產生臨時應變，影響后續測量；按壓過程中需緩慢排出氣泡，確保應變片與塑料表面無間隙貼合；

初步固定：用干凈的聚四氟乙烯薄膜覆蓋應變片表面，輕壓后靜置 5 分鐘，使粘合劑初步定型，防止應變片移位。

2. 梯度固化：避免塑料熱變形的核心策略

塑料的熱變形溫度較低，固化過程需嚴格控制溫度，采用梯度升溫固化法，避免高溫導致塑料軟化：

室溫初固化：在 23±2℃、濕度 50%±5% 的環境下靜置 24 小時，完成初步固化，此階段粘合劑逐漸交聯，與塑料表面形成穩定粘結；

低溫后固化：若需提升粘結強度，可將構件放入烘箱，以50℃恒溫加熱 2 小時，緩慢升溫至 60℃再保溫 1 小時，隨后自然冷卻至室溫，嚴禁直接高溫烘烤，防止塑料構件變形或應變片基底老化；

固化后檢查：固化完成后，目視檢查應變片是否平整、有無氣泡或翹邊，用萬用表測量應變片電阻值，確認與標稱值偏差在 ±1% 以內，無短路或斷路現象。

3. 防護封裝：適應塑料工況的長效保障

塑料構件常應用于潮濕、多塵或動態形變場景，需做好防護封裝：

對于靜態測量場景，在應變片表面涂抹一層共和防護膠，覆蓋應變片及導線連接處，防止水汽侵入；

對于動態形變或振動場景，采用柔性硅膠封裝，硅膠的彈性可隨塑料構件形變同步伸縮，避免防護層開裂；

導線固定需使用柔性扎帶，避免剛性固定導致導線牽拉應變片，在導線與塑料構件的連接處加裝應力緩沖套，降低振動帶來的損傷。

三、數據采集：塑料應力測量的誤差控制與精準化

塑料材質的高彈性與溫度敏感性，決定了數據采集過程需針對性優化參數，消除系統誤差，確保測量數據真實有效。

1. 接線規范：降低信號損耗的關鍵

KFP-5-120-C1 支持三線制接線方式，可有效抵消導線電阻隨溫度變化帶來的誤差，尤其適用于塑料構件的溫度漂移補償。接線時需注意：

選用低噪音乙烯線，導線長度根據測量距離合理選擇，避免過長導線引入額外干擾；

導線與應變片端子的連接采用焊接方式，焊接溫度控制在 260℃以內，焊接時間不超過 3 秒，防止高溫損傷應變片基底；

接線完成后，用萬用表測量各導線間的電阻值，確認連接牢固無虛接，避免信號波動。

2. 采集參數設置：適配塑料應變特性

塑料構件的應變響應速度較慢，且形變范圍較大，數據采集儀的參數設置需針對性調整：

采樣頻率：設置為被測信號頻率的 2-5 倍，對于靜態應力測量，采樣頻率可低至 1Hz，避免高頻采樣引入噪聲；對于動態形變測量，采樣頻率不超過 100Hz，確保捕捉到完整的應變變化曲線；

濾波設置：開啟低通濾波功能，濾波頻率設置為采樣頻率的 1/10，過濾環境電磁干擾與塑料構件的微振動噪聲；

溫度補償：在采集儀中輸入被測塑料的線膨脹系數與應變片的溫度補償系數，啟用多點溫度補償功能，消除溫度變化帶來的虛假應變。

3. 數據修正與驗證：確保測量結果可靠

塑料應力測量的數據需經過修正才能反映真實應力狀態：

零點修正：在構件空載狀態下采集 10 分鐘的零點數據，計算平均值并扣除，消除初始安裝應力與儀器零點漂移；

溫度漂移修正：同步采集環境溫度數據，根據溫度補償系數計算溫度附加應變，從測量數據中扣除；

有效性驗證：通過加載 - 卸載循環測試，驗證數據的重復性 —— 若多次循環的應變曲線重合度高于 95%，則說明測量結果可靠；若重合度低，需排查應變片是否脫落、接線是否松動或構件是否存在塑性變形。

四、常見問題與解決方案：破解塑料貼合的典型痛點

在 KFP-5-120-C1 的操作使用過程中，針對塑料材質的典型問題，可通過以下方法解決：

應變片脫落：多因粘合劑選擇不當或表面預處理，需更換 CC-33A 專用粘合劑，重新打磨清潔表面，確保無油污殘留；

數據漂移嚴重：主要是線膨脹系數不匹配或溫度補償不足，需確認構件材質與應變片的匹配性，啟用多點溫度補償功能；

信號噪聲大：多為導線固定不牢或電磁干擾，需加固導線并加裝屏蔽層，遠離變頻器、電機等強干擾源。

結語

KFP-5-120-C1 在塑料構件應力測量中的精準應用，核心在于適配塑料特性的操作—— 從前期的材質匹配與表面預處理，到中期的柔性安裝與梯度固化，再到后期的精準采集與誤差修正，每一步都需圍繞塑料的低硬度、高彈性、熱敏感特性展開。遵循這套實操，可破解塑料貼合難題，充分發揮該型號應變片的高貼合性優勢，為塑料產品的研發質控與結構優化提供可靠的應力數據支撐。