文档介绍：如何应用电阻应变片式传感器
本章教学要求及重点、难点
教学要求
了解应变片的基本结构、分类、特性参数；
掌握电阻应变效应及电阻应变片的测量原理；
掌握电阻应变片的测量电路－桥路的三种形式。
了解测量电路的补偿方法
了解压阻效应及压阻式传感器的工作原理
了解电阻应变式传感器的应用。
重点、难点
电阻应变效应&电阻应变片的测量电路
应变式传感器的测量电路的补偿方法
电阻应变片式传感器的基本原理是将非电量的变化转换成应变片电阻值的变化，然后通过转化电路将电阻值的变化转化成电压或电流的输出。
具有体积小、结构简单、性能可靠、灵敏度高、动态响应快、测量精度高，是应用最广泛地传感器之一。
测量电路
应变片的基本结构与工作原理
应变片种类繁多、形式多样，但基本构造大体相同都是由敏感栅、基底、覆盖层、引线及黏合剂构成。如图所示。
图 电阻应变片的基本结构
丝式和箔式两种形式的电阻应变片
金属电阻应变片的敏感栅有丝式和箔式两种形式，如图所示。丝式金属电阻应变片的敏感栅由直径为～ 的电阻丝平行排列而成。箔式金属电阻应变片是利用光刻、腐蚀等工艺制成的一种很薄的金属箔栅，其厚度一般为。
应变片的工作原理
1. 电阻应变效应
导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形
时，其电阻值会相应地发生变化，这种现象称为应变
效应。电阻应变片的工作原理就是基于应变效应。
所示的金属电阻丝，在其未受力时，假设其
初始电阻值为
（）
式中— 电阻丝的电阻率；
L——电阻丝的长度；
A——电阻丝的截面积
金属电阻丝
当电阻丝受到轴向的拉力F作用时，将伸长Δl，横截面积相应减小ΔA，电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而改变了Δρ，从而引起了电阻值的变化，对式（）全微分，得：则相对变化量为
或
⑴ 称为金属电阻丝的轴向应变，简称应变。
⑵ 称为金属电阻丝的径向应变。
根据材料力学性质，在弹性范围内，当金属丝受到轴向的拉力时，将沿轴向伸长，沿径向缩短。轴向应变和径向应变的关系可以表示为
式中μ—电阻丝材料的泊松比，负号表示应变方向相
反 。则电阻值的相对变化量为
(3)电阻丝的灵敏系数K
把单位应变引起的电阻值变化量定义为电阻丝的灵敏
系数K，即
灵敏系数K受两个因素影响：
应变片受力后材料几何尺寸的变化，即1+2μ。
应变片受力后材料的电阻率发生的变化(压阻效应)，即(dρ/ρ )/ε。
对金属材料来说，电阻丝灵敏度系数K表达式中1+2μ的值通常要比(dρ/ρ )/ε大得多，由于，~2之间。
对半导体材料，(dρ/ρ )/ε的值比1+2μ大得多。
实验表明，在电阻丝拉伸极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即K为常数。