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第2章應變式傳感器2.1工作原理22電阻應變片的溫度誤差及補償23電阻應變片的測量電路24應變式傳感器的應用電阻式傳感器的基本原理是將被測量的變化轉換成傳出。照值的變化,再經過轉換電路變成電信號輸x(力、加速度、荷重等〉彈性體應變片應變片電阻變化輸出電路電壓2.1工作原理應變物體在外部壓力或拉力作用下發(fā)生形變的現(xiàn)象m彈性應變當外力去除后,物體能夠完全恢復其尺寸和形狀的應變■彈性元件具有彈性應變特性的物體應變式傳感器是利用電阻應變片將應變轉換為電阻變化的傳感器工作原理當被測物理量作用于彈性元件上,彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生變形,產生相應的應變或位移,然后傳遞給與之相連的應變片,引起應變片的電阻值變化,通過測量電路變成電量輸出。輸出的電量大小反映被測量的大小。結構:應變式傳感器由彈性元件上粘貼電阻應變片構成應用:廣泛用于力、力矩、壓力、加速度、重量等參數(shù)的測量2.1.1應變效應分析與靈敏度系數(shù)電阻應變片的工作原理是基于應變效應即導體或半導體材料在外界力的作用下產生機械變形時,其電阻值相應發(fā)生變化,這種現(xiàn)象稱為“應變效應”。Al圖4.1應變效應根金屬電阻絲,在其未受力時,原始電阻值為RA當電阻絲受到拉力F作用時,將伸長M,橫截面積相應減小AA,電阻率因材料晶格發(fā)生變形等因素影響而改變了△p,從而引起電阻值變化量為:dr-LIo+pILl-pLLAirdpdLdA電阻相對變化量:RPLA式中:dLL長度相對變化量,用應變表示為LdAA—圓形電阻絲的截面積相對變化量,設r為電阻絲的半徑,微分后可得dA=2mdr,則:dad2材料力學:在彈性范圍內,金屬絲受拉力時,沿軸向伸長,沿徑向縮短,軸向應變和徑向應變的關系可表示為rdLul8μ為電阻絲材料的泊松比,負號表示應變方向相反。dR推得:R=(1+2)+定義:電阻絲的靈敏系數(shù)(物理意義):單位應變所引起的電阻相對變化量。其表達式為RK=R=1+2+ppeR4RE=1+2+R靈敏度系數(shù)受兩個因素影響一是應變片受力后材料幾何尺寸的變化,即1+2n二是應變片受力后材料的電阻率發(fā)生的變化,即(Δp/p)/ε。對金屬材料:1+2>>(△p/p)/對半導體材料:

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