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。
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2、金属箔式应变片
制作工艺：箔式应变片是在绝缘基底上，～，利用照相制板或光刻腐蚀的方法，制成适用于各种需要的形状。
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箔式应变片的优点：
可制成多种复杂形状尺寸准确的敏感栅，，以适应不同的测量要求。
与被测试件接触面积大，粘结性能好。散热条件好，允许电流大，提高了输出灵敏度。
横向效应可以忽略。
蠕变、机械滞后小，疲劳寿命长。
箔式应变片的缺点：
电阻值的分散性大，有的能相差几十欧坶，故需要作阻值调整。
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3、金属薄膜应变片
制作工艺：，最后再加上保护层，易实现工业化批量生产。
特点：电阻值高于箔式，形状和尺寸更精确；散热性好，适于较宽温度范围，应达－197～317℃；电阻值精度高，%；无胶结，避免了分选和粘贴。
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★粘结剂和粘贴技术
1、粘合剂
合理选择粘合剂：
粘合剂必须适合应变片材料和被测试件材料及环境，例如工作温度、湿度、化学腐蚀等。
对粘合剂要求：
（1）有一定的粘结强度；
（2）能准确传递应变，有足够的剪切弹性模量；
（3）蠕变、机械滞后小；
（4）有足够的稳定性能；
（5）耐湿、耐油、耐老化、耐疲劳等。
常用的粘合剂类型有硝化纤维素粘合剂、***基丙烯酸脂粘合剂、有机硅粘合剂等。
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2、粘贴工艺
（1）应变片的检查和阻值检查；
（2）试件表面处理，为了使应变片牢固地粘贴在试件表面上，必须将要贴片处的表面部分打磨，使之平整光洁。清洗使之无油污、氧化层、锈斑等；
（3）定位划线；
（4）粘贴应变片，并压合，使粘合剂的厚度尽量减薄；
（5）粘合剂固化处理；
（6）引线的焊接处固定以及防护与屏蔽处理等。
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三、金属应变片的主要特性
1、灵敏系数
定义：应变片安装于试件表面，在其轴线方向的单向应力作用下，应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比。
公式：
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说明：
应变片的电阻—应变特性与金属单丝时不同，因此须用实验方法对应变片的灵敏系数k进行测定。
测定时必须按规定的标准，例如受轴向单向力（拉或压），试件材料为泊松系数μ=。
一批产品中只能抽样5％的产品来测定，取平均值及允许公差值作为该批产品的灵敏系数，又称“标称灵敏系数”。
实验表明，电阻应变片的灵敏系数k恒小于电阻丝的灵敏系数k0，其原因除了粘结层传递变形失真外，还存在有横向效应。
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2、横向效应
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敏感栅是由多条直线和圆弧部分组成。
直线段：金属丝只感受沿轴向拉应变εx，电阻值将增加；
圆弧段：沿各微段轴向（即微段圆弧的切向）的应变却并非是εx，因此与直线段上同样长度的微段所产生的电阻变化就不相同，最明显的在θ=л/2处微圆弧段上，按泊松关系，在垂直方向上产生负的压应度εy，因此该段的电阻是减小的。而在圆弧的其它各段上，其轴向感受的应变由+εx 变化到-εy。
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结论：
1、将直的电阻丝绕成敏感栅之后，虽然长度相同，但应变状态不同，其灵敏系数降低了。这种现象称横向效应。
2、当实际使用应变片时，使用条件与标定灵敏系数k时的标定规则不同时，实际k值要改变，由此可能产生较大测量误差。
3、为了减少横向效应产生的测量误差，一般多采用箔式应变片，其圆弧部分尺寸较栅丝尺寸大得多，电阻值较小，因而电阻变化量也就小得多。
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3、机械滞后
应变片安装在试件上以后，在一定温度下，其（ΔR/R）–ε的加载特性与卸载特性不重合，在同一机械应变值εg下，其对应的ΔR/R值（相对应的指示应变εi）不一致。加载特性曲线与卸载特性曲线的最大差值Δεm称应变片的滞后。
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机械滞后产生的原因：
敏感栅、基底和粘合剂在承受机械应变后所留下的残余变形所造成的。
减小措施：
选用合适的粘合剂；在新安装应变片后，做三次以上的加卸载循环后再