文档介绍：传感器第二章电阻式传感器
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第二章 电阻式传感器
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基本原理：将被测的非电量转换成电阻值的变化，再经转换电路变成电量输出。
电阻材料：导体、半导体、电解质溶液等。
物理学原理：导体、半导体的长度或内应力变化、温度变化导致电阻变化。
被测参数：力、压力、应变、加速度等。
主要优点：结构简单，性能稳定，灵敏度较高，有的可用于动态测量。
本章主要研究的内容：应变式传感器和压阻式传感器。
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第一节 应变式传感器
定义：应变式传感器是利用金属的电阻应变效应，将被测物变形转换成电阻变化的传感器。
本节内容：
工作原理
应变片的类型和材料
金属应变片的主要特性
转换电路
温度误差及其补偿
应变式传感器举例
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一、工作原理
★金属的电阻应变效应
定义：当金属丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值将发生变化，这种现象称为金属的电阻应变效应。
一根长l ，截面积为S ，电阻率为ρ的金属丝电阻为:
（2－1）
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如图2-1所示
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当电阻丝受到轴向拉力F作用时，电阻值ΔR的变化引起电阻的相对变化为:
Δl/l=ε，为金属导体电阻丝的轴向应变，常用单位με（με=1×10-6 mm/mm）
假设Δr/r为径向应变，且由材料力学知，
Δr/r= μΔl/l，式中为金属材料的泊松比。
（2－2）
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用横向、径向应变、泊松系数带入后电阻变化率为：
受力后材料几何尺寸变化（1+2μ）；材料电阻率的变化（Δρ/ρ）/ε。
对于金属材料而言，以前者为主，则k0≈1+2μ，对半导体，k0值主要是由电阻率相对变化所决定。
通常金属丝的灵敏系数k0=2左右。
令：
（2－3）
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★应变片的基本结构及测量原理
1、丝绕式应变片结构：
合金电阻丝（）绕成敏感栅；
敏感栅粘贴在绝缘的基底1 ；
电阻丝的两端焊接引出线4；
敏感栅上面粘贴有保护用的覆盖层3。
参数：l—基长，b—基宽，l×b—使用面积
规格：以使用面积和电阻值表示，例如3×10mm2，120Ω。
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