资源描述
,*,山东理工大学机械学院,第二章 电阻式传感器,传 感 器,Tel:2786982 办公室：12#527,1,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。,一、工作原理,1、,金属的电阻应变效应,2、应变片的基本结构,3、应变片的测量原理,2,1、,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 ，电阻率为的金属丝电阻为:,（21）,3,当电阻丝受到轴向拉力F作用时，电阻值R的变化引起电阻的相对变化为:,（22）,4,用横向、径向应变、泊松系数带入后电阻变化率为：,（23）,5,讨论：,（,1）k,0,的影响因素：（1+2），由材料几何尺寸变化引起； （/ ），由材料电阻率的变化引起。,（2）对于金属材料而言，以前者为主，则,k,0,1+2,；对半导体，,k,0,值主要是由电阻率相对变化所决定。,（3）实验表明，在电阻丝拉伸比例极限内，电阻相当变化与轴向应变成正比。,（4）通常金属丝的灵敏系数,k,0,=,2左右，参考下表。,6,电阻应变片常用材料,7,2、,应变片的基本结构,（1）丝绕式应变片,组成：,合金电阻丝（,0.025mm左右）绕成敏感栅1；,敏感栅粘贴在绝缘的基底2 ；,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310mm,2,，120。,8,图2-21 电阻应变片的基本结构,1-敏感栅;2-基底;3-覆盖层;4-引线,1,2,9,（2）金属箔式应变片,制作工艺：箔式应变片是在绝缘基底上，将厚度为0.0030.01mm,电阻箔材,，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。,10,3、,应变片的测量原理,（1）应变片,直接测量受力应变,，将其粘贴于被测对象表面。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化R 。,（2）应用转换电路和仪器测出R，根据式（2-3），可得弹性试件的应变值,。,（3）根据应力应变关系=E，可得应力值。,V,11,（4）借助,弹性敏感元件,，可以将应变片测应变的应用扩展到能引起弹性元件产生应变的各种非电量的测量，如,位移、力、压力、加速度,等物理量，从而构成各种电阻应变式传感器。,12,
展开阅读全文