文档介绍：第2章电阻应变式传感器
应变片的工作原理
电阻应变片的结构
应变片的温度误差及其补偿
电阻应变片的测量电路
电阻应变式传感器
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应变片的工作原理
基于材料的电阻应变效应
导体几何尺寸变化电阻率变化
广泛应用于:
力、压力、微位移、加速度及相关量的测量
优点:
结构简单、性能稳定
灵敏度高、精度高
适应静、动态测量
便于遥测
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应变片的工作原理
电阻应变效应
金属导体几何变形时其电阻值发生变化
原始长度l
原始半径r
初始电阻R
电阻率ρ
截面积S
受力F作用:
伸长量dl
半径减小dr, 电阻率ρ变化dρ
电阻变化dR
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应变片的工作原理
电阻应变效应
轴向应变
泊松比μ
压阻效应系数π,弹性模量E:
压阻效应
几何效应
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应变片材料灵敏度系数
在弹性范围内,电阻相对变化量与应变成正比
直接测应变、应力
因πE无解析式,k0只能由试验测得
应变片的工作原理
电阻应变效应
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应变片材料灵敏度由两部分构成
根据材料的性质分2类:
(1)金属丝应变片
金属材料几何效应远远大于压阻效应
应变片的工作原理
应变片的分类
特点:
线性好、精度高、性能稳定
灵敏度低,一般k0<3
转换原理:
基于几何效应
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应变片的结构
应变丝的形式结构
金属应变片
丝式
箔式
应变花
半导体应变片
单根状
丝材料康铜、铜镍合金、贵金属等、直径约25μm
锗硅半导体材料厚1-10μm,半导体蒸涂、沉积工艺
Si片
电阻箔材料厚1-10μm,照相、光刻工艺、薄膜工艺
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应变片的结构
应变片的主要参数
敏感栅尺寸:l×b
阻值R0:未安装时室温阻值
60Ω、120Ω、350Ω、600Ω、1000Ω
灵敏度系数:
标称灵敏度:说明书所注;
实际灵敏度系数:
安装条件下、轴向单向应力作用下的灵敏度
试验标定
绝缘电阻:>1010Ω
允许电流
静态25mA;动态75-100mA
l
b
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