文档介绍：第三章力及压力测量-33应变片
请关注
压力及力的
测量
压力的概念
和单位
应变式压力计
压电式、压磁式、
电容式、霍尔式
应变效应
应变片
应变片温度补偿
阻效应。所谓压阻效应，是指半导体材料在某一轴向受外力作用时, 其电阻率ρ发生变化的现象。
半导体应变片的灵敏度特别高，但是对温度敏感.
应变片具有体积小、价格便宜、精度高、频率响应好等优点，被广泛应用于工程测量及科学实验中。
斜拉桥上的斜拉绳应变测试
四、应变片的测量电路
金属应变片的电阻变化范围很小，如果直接用欧姆表测量其电阻值的变化将十分困难，且误差很大。常利用桥式测量转换电路将R /R转换为输出电压U0。
1、桥式测量转换电路工作方式
单臂电桥 双臂电桥 四臂全桥
单臂电桥
R1为应变片， R2 、 R3、R4为固定电阻 。
双臂电桥
R1、 R2为应变片，R3、R4为固定电阻 。应变片R1 、R2 感受到的应变1~2以及产生的电阻增量正负号相间，可以使输出电压Uo成倍地增大。
试件
四臂全桥
全桥的四个桥臂都为应变片，如果设法使试件受力后，应变片R1 ~ R4产生的电阻增量（或感受到的应变1~4）正负号相间，就可以使输出电压Uo成倍地增大。上述三种工作方式中，全桥四臂工作方式的灵敏度最高，双臂半桥次之，单臂半桥灵敏度最低。采用全桥（或双臂半桥）还能实现温度自补偿。
3、 应变片的温度误差及补偿
a. 应变片的温度误差
由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差, 称为应变片的温度误差。 产生应变片温度误差的主要因素有:
应变片温度误差
电阻温度系数的影响
材料与应变片
膨胀系数不同
1) 电阻温度系数的影响
敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：
Rt=R0（1+α0Δt）
式中: Rt——温度为 t ℃时的电阻值;
R0——温度为t0℃时的电阻值;
α0——金属丝的电阻温度系数;
Δt——温度变化值, Δt=t -t0。
当温度变化Δt时, 电阻丝电阻的变化值为
ΔRt=Rt- R0= R0α0Δt
2) 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响
当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时, 不论环境温度如何变化, 电阻丝的变形仍和自由状态一样, 不会产生附加变形。 当试件和电阻丝膨胀系数不同时, 由于环境温度的变化, 电阻丝会产生附加变形, 从而产生附加电阻。
2. 电阻应变片的温度补偿方法
电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿法和应变片自补偿两大类。
1) 线路补偿法
① 在应变片工作过程中, 保证R3 =R4。
② R1和RB两个应变片应具有相同的电阻温度系数α, 膨胀系数β, 应变灵敏度系数K和初始电阻值R0。
③ 粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被测试件材料必须一样, 两者线膨胀系数相同。
④ 两应变片应处于同一温度场。
若实现完全补偿, 上述分析过程必须满足四个条件:
2) 应变片自补偿，巧妙的安装应变片
被拉伸
被压缩
应变片
试件
2. 确定中心线
4 应变片的粘贴
1. 去污：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力 ，用浸有酒精或***的纱布片或脱脂棉球擦洗。
：在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶 ，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡 。
引出导线要用柔软、不易老化的胶合物适当地加以固定，以防止导线摆动时折断应变片的引线。然后在应变片上涂一层柔软的防护层，以防止大气对应变片的侵蚀，保证应变片长期工作的稳定性。
应变片的应用——力及压力传感器 1 应变式力传感器
1. 柱（筒）式力传感器
2 环式力传感器
2、 应变式压力传感器
应变式压力传感器主要用来测量流动介质的动态或静态压力。如动力管道设备的进出口气体或液体的压力、发动机内部的压力变化, 枪管及炮管内部的压力、内燃机管道压力等。 应变片