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1、,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,应变：,二、应变式电阻传感器-应变计(片),4.2 电阻式传感器,武汉工业学院,(一)金属应变计 工作原理： 是基于金属导体的电阻应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化象。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,1) 工作原理,上述任何一个参数变化均会引起电阻变化,求微分：,将,代入上式得：,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,有：,金属丝：,金属丝横向应变：,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,有：,对金属材料，电阻率不变：,金属应变片：,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,应变计,金属应变计
2、,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,应变计,金属应变计,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,应变计,金属应变计及种类,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,应变计,金属应变计及种类,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,（二）半导体应变计：,优点：灵敏度大;体积小; 缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,简化为：,压阻系数,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,半导体应变计,金属应变计,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,2) 应变片的主要参数,4）其它表示应变计性能的参数（工作温度、蠕变、零漂以及疲劳寿命、横向灵敏度Sh等）。,1）几何参数：表距L和丝栅
3、宽度b，制造厂常用 bL表示。,2）电阻值：应变计的起始电阻值。,3）灵敏系数：表示应变计变换性能的重要参数。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,3) 应变片测量电路,R0,线性?,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,3) 应变片测量电路_电桥,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,3) 应变片测量电路_电桥,第一步 先调平衡,令：,R1,R2,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,R1 (R0+dR1),第二步 测量电桥的不平衡输出,0 Uo,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,金属丝应变片：,V与应变成近似线性关系!,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,R1,R2,4) 电桥输出的差动特性（
4、和差特性）,双臂半桥差动联结,武汉工业学院,R1,R3,全桥差动联结,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,RT=R(1+T),补偿片,拉,拉,补偿片,5)应变片的温度补偿,对策 1)利用电桥输出的差动特性 2)专用补偿片,问题,例如:,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,6)电阻应变片的选择、粘贴技术,1.目测电阻应变片有无折痕.断丝等 缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。,2.用数字万用表测量应变片电阻值大 小。同一电桥中各应变片之间阻值 相差不得大于0.5欧姆.,3.试件表面处理：贴片处置用细纱纸打磨干净，用 酒精棉球反复擦洗贴处，直到棉球无黑迹为止。,4.应变片粘贴:在应变片基底上挤一小滴50
5、2胶水， 轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,5.焊线:用电烙铁将应变片的引线焊接到导引线上。,6.用兆欧表检查应变片与试件之间的绝缘组织，应 大于500M欧。,7.应变片保护：用704硅橡胶覆于应变片上，防止 受潮。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,7）电阻应变式传感器的应用： 测力,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,7）电阻应变式传感器的应用： 测振动、压力、扭矩,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,标准产品,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,案例：电子称,原理 将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,案例：振动式地音入侵探测器,适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打洞、爆破等破坏行为均可及时发现。,3.2 电阻式传感器,武汉工业学院,思考题：,3.如何利用电桥输出的差动特性改善提高测量电路的灵敏度?如何利用电桥输出的差动特性实现应变片的温度补偿?,1. 应变片的灵敏度(灵敏系数)的物理意义是什么?量纲是什么？,2. 应变片是电阻元件,一般采用什么样的测量电路测量其电阻变化率?应变片有哪些应用?,