文档介绍：1第2章电阻式传感器 电阻应变式传感器 压阻式传感器 热电阻式温度传感器 2 1. 掌握电阻应变片的工作原理(应变效应) 、类型及参数 3. 理解应变片的动态响应特性 (直流电桥、交流电桥) 、产生原因及其补偿 6. 理解应变式传感器的结构设计及应用 电阻应变式传感器基本要求 电阻应变式传感器基本要求 34概述?电阻应变式传感器——利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。?主要用途——测量力、力矩、压力、加速度、重量等。 5 将电阻应变片粘贴在弹性元件特定表面上,当力、扭矩、速度、加速度及流量等物理量作用于弹性元件时,会导致元件应力和应变的变化,进而引起电阻应变片电阻的变化。电阻的变化经电路处理后以电信号的方式输出。电阻应变式传感器的工作原理 电阻应变片的工作原理(应变效应) ?电阻应变片简称应变片:一种能将试件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件, 其转换原理是基于金属电阻丝的电阻应变效应。?电阻应变效应:金属导体(电阻丝)的电阻值随变形(伸长或缩短)而发生改变的一种物理现象。?原因:因为金属丝的电阻、材料的电阻率与其几何尺寸有关,而金属丝在承受机械变形的过程中,它们都要发生变化,因而引起金属丝的电阻变化。 7 F F L L+dL 2r 2(r-dr) A lR????ρ:电阻系数?l:金属导线长度?A:金属导线截面积设有一段长为 L,截面积为 A,电阻率为ρ的导体(如金属丝),它具有的电阻为当它受到轴向力 F而被拉伸(或压缩)时,其 L、A和ρ均发生变化。 8 l dlA dA dR dR?????两边微分: l dl x??轴向应变: r dr y??径向应变: l dlr dr dR dR????2??? ln ln ln ln???ALR 两边取对数: A lR???泊松比、泊松系数) 泊松关系: (/ /???l dl r dr ?? xr r?? d 9 金属丝电阻率的相对变化与其轴向所受应力??有关,即式中????????????????????????——金属丝材料的应变(轴向) E ——金属丝材料的弹性模量???????????????????????——压阻系数,与材料有关??????????????????????——为金属材料的泊松比 d?/ ???—金属丝电阻率的相对变化量?? xr r?? d ??????Ε?? dl dlr dr dR dR???2???? xΕ R R??????21 d l dl x?? 10 灵敏系数 K 0为单根金属丝的灵敏系数物理意义:当金属丝发生单位长度变化(应变)时, K 0的大小为电阻变化率与其应变的比值,亦即单位应变所引起的电阻值变化量。?? xΕ R R??????21 d??Ε R dR K x???????21 / 0? 0dKR R?