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机械测试技术论文
( 2016 届 )
题 目：电阻应变式传感器中的机械测试技术
院 （部）：机电工程学院
专 业：机械设计制造及自动化专业
学生姓名： 张鹏 学号：120812254
任课教师： 程慧
池州学院教务处制
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电阻应变式传感器
摘要：电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。电阻应变式传感器是一种用金属弹性体作为弹性元件通过粘贴在弹性体敏感部位的电阻应变计组成惠斯通电桥，并在外加电源的激励下可以将力转换为电信号的测量装置。
因应变式传感器具有以下特点：①精度高，测量范围广；②使用寿命长，性能稳定可靠；③结构简单，体积小，重量轻；④频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量；⑤价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。所以其在生活中得到了广泛应用。
关键词：应变片；电阻；组桥方式；误差补偿
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1应变式传感器的工作原理

       金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。
               公式推导：
若金属丝的长度为L，截面积为S，电阻率为ρ，其未受力时的电阻为R，则:
   如果金属丝沿轴向方向受拉力而变形，其长度L变化dL，截面积S变化dS，电阻率ρ变化  ，因而引起电阻R变化dR。将式1微分，整理可得:
2
对于圆形截面有： 有
3
     为金属丝轴向相对伸长，即轴向应变；而  则为电阻丝径向相对伸长，即径向应变，两者之比即为金属丝材料的泊松系数μ，负号表示符号相反，有:
4
将式4代入3得:
5
将式5代入2并整理得：
6
或
7
K0称为金属丝的灵敏系数，其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化。
K0称为金属丝的灵敏系数，其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化。
        公式简化过程：
由式  可以明显看出，金属材料的灵敏系数受两个因素影响：
一个是受力后材料的几何尺寸变化所引起的，即  项；另一个是