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优选电阻式传感器
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缺点:
;
;
(1000℃以上)环境中;
,不能
完全显示应力场中应力梯度的情况。
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应变效应:导体或半导体材料在受到外界力(拉力或压力)作用时,将产生机械变形,机械变形会导致其电阻值变化。
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尺寸变化
设电阻丝在外力F的作用下被拉伸(或压缩),则:
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用相对变化表示
对于半径为的电阻丝,截面面积
则:
令电阻丝的轴向(纵向)应变为
径向(横向)应变为
则由材料力学泊松定律可知:
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经整理得
如用增量表示,有:
进一步整理得
设
则:
——电阻丝的灵敏系数
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结论:
为电阻丝的灵敏系数,即单位应变所引起的电阻的相对变化。它受两个因素的影响:一是它是由电阻丝几何尺寸改变引起的,对某种材料来说,它是常数;另一个是,它是由电阻丝电阻率的改变而引起的,对于金属材料,其值也是常数,但往往比小很多,可以忽略,故
对于金属材料,灵敏系数将保持不变,即值是恒定的。因此:
≈
可见,当金属电阻丝受到外界应力的作用时,其电阻的变化与受到应力的大小成正比。
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金属电阻应变片分金属丝式和箔式
图2-18金属丝式应变片的基本结构
1,3——粘合层
2——基底
4——盖层
5——敏感栅
6——引线
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金属丝式应变片是最早应用的品种,金属丝弯曲部分可作成圆弧、锐角或直角,如下图所示。弯曲部分作成圆弧(U)形是最早常用的一种形式,制作简单但横向效应较大。直角(H)形两端用较粗的镀银铜线焊接,横向效应相对较小,但制作工艺复杂,将逐渐被横向效应小、其他方面性能更优越的箔式应变片所代替。
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