物理传感器
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第三章 物理传感器
physical sensor
物理传感器是用于物理量检测的传感器。它 是利用某些物理规律和物理效应把被测的物理量 转换成为便于处理的电信号的装置。
被测物理量包括有光学量、热学量、力学量、 几何量、磁学量、声学量、放射量等，这些量经过 转换成为易于处理的电量或电参数，如电压、电流、 电阻、电容、电荷、频率、阻抗等，再经测量电路 转换为能用常规电路处理的电信号，最后完成其检 测和显示。
e
p 0 0
p 0
1 ( n
sin ) 1
n
1
6 n
2
测量误差与n= 的关系
27
L
由上式可见，相对误差的大小只决定于 l 的比
值，表中给出了为1/10和1/20时e 的数值。
误差 e 的计算结果
l
e（%）
1/10
1.62
1/20
0.52
28
由表可知，应变片栅长与正弦应变波的波 长之比愈小，相对误差愈小。当选中的应变片 栅长为应变波长的（1/10~1/20）时，e将小于 2%。因为
22
下面分别看一下应变片对阶跃应变和正弦应 变波的动态响应特性。
应变片对阶跃信号的响应特性
23
应变片对正弦信号的响应特性
24
设一频率为 f 的正弦应变波在构件中以速度 v 沿m 敏感栅长度方向传播，在某一瞬时 t，应变量沿构件
分布如图所示。
ε
ε1
ε0 应变片
x
l
x1 λ
应变片对应变波的动态响应 25
21
（4）应变片的动态特性 Dynamics characteristics of strain gauge
应变片的动态特性是指应变片测量频率较高 的动态应变时的响应特性。
当被测应变随时间变化的频率很高时，需考 虑应变片的动态特性。因应变片基底和粘合剂层 很薄，应变波沿厚度方向经粘合剂传到敏感栅的 时间甚短(约0.2μs)，故只需考虑应变沿应变片 敏感栅长度方向传播时的动态响应。
真实应变εz
应变片的应变极限
32
③零漂及蠕变 zero drift and creep 零漂——粘贴好的应变片,在一定温度下不
承受机械应变时,指示应变随时间变化的特性。 蠕变——在一定温度下，产生一个恒定的机
械应变时，指示应变随时间发生变化的特性。它 是衡量应变片长期稳定性的指标。
33
④疲劳极限 fatigue limit 指粘贴在试件上的应变片，在恒定幅值、
作用方向相反。利用这个基本 特性可实现对温度的补偿，并 且补偿效果较好，是最常用的 补偿方法之一。
39
测量应变时，使用两个应变片，一片贴在被测试件 的表面，图中R1称为工作应变片。另一片贴在与被测试 件材料相同的补偿块上，图中R2，称为补偿应变片。在 工作过程中补偿块不承受应变，仅随温度发生变形。由 于R1与R2接入电桥相邻臂上，造成ΔR1t与ΔR2t相同，根 据电桥理论可知，其输出电压USC与温度无关。当工作 应变片感受应变时，电桥将产生相应输出电压。
12
金属箔应变片的工作原理和电阻丝式应变 片相同。它的电阻敏感元件不是金属丝栅，而 是通过光刻、腐蚀等工艺制成的很薄的金属箔 栅，故称箔式电阻应变片，如图。金属箔的厚 度—般为(0.003～0.010)mm，它的基片和盖片多 为胶质膜，基片厚度一般为(0.03～0.05)mm。
金属箔应变片
13
14
金属箔应变片和丝式应变片相比较，有如下特点： ①金属箔栅很薄，感受的应力状态与试件表面的应
力状态更为接近；其次接触表面积大，传递变形的能力 好；
②箔材表面积大，散热性能好，允许通过较大的电 流，可以提高测量的灵敏度；
③具有疲劳寿命长、蠕变小、横向效应小的特点； ④箔栅的尺寸准确、均匀，采用光刻技术可制成各 种形状，特别是为制造应变花和小标距应变片提供了条 件，适于测量不同方向的应变，同时制作工艺易于实现 自动化，可提高生产效率，降低成本。 缺点：电阻值分散性大，有的相差几十Ω，故需要 作阻值调整；生产工艺较为复杂，因引出线的焊点采用 锡焊，因此不适于高温环境下测量；此外价格较贵。
L L
17
（3） 横向效应与横向灵敏度
金属应变片由于敏感栅的两端为半圆弧形的 横栅，测量应变时，构件的轴向应变εx使敏感栅 电阻发生变化，其横向应变εy也将使敏感栅半圆 弧部分的电阻发生变化，应变片的这种既受轴向 应变影响，又受横向应变影响而引起电阻变化的 现象称为横向效应。
图为 应变片敏感栅半圆弧
线路补偿法是利用应变式传感器测量电路 的特点实现温度补偿的。
36
① 单丝自补偿应变片
由前式知，若使应变片在温度变化Δt时的热输出值
为零，必须使 t K e g 0
即
t K g e
每一种材料的被测试件，其线膨胀系数e 都为确定
值，可在有关的材料手册中查到。在选择应变片时，
若应变片的敏感栅是用单一的合金丝制成，并使其电
R
(1 2)
d
物理意义——单位应变所引起的电阻值的相对
变化。
(1+2μ)表示材料受力变形引起，称为应变效应； dρ/ρ/ε表示材料受力引起的电阻率变化，称为压 阻效应。
一般来讲，金属电阻材料制成的应变片，其灵
敏系数主要取决于第一项；半导体材料制成的应变 片，其灵敏系数主要取决于第二项。
8
2.应变片的结构及种类 Structural and class of strain gauge
2
3.1电阻式传感器 Resistance type sensor
电阻式传感器是一种将生物体的生理参 数转换为电阻变化的传感器。
电阻式传感器具有结构简单、精度高、线性 度好、容易获取电信号等优点，因而在人体信息 检测中得到广泛的应用。它可以用于测量脉象、 脉搏、心音、血压、呼吸流量、心内压、器官内 压等。
假设应变波波长为，应变片的基长为L，应变波峰值
点对应应变片中心点瞬间，其两端点的坐标为 和x1和
x2 ,则有：
l
x1 4 2
x2 x1 Lx2ຫໍສະໝຸດ 4l 2x2
x1
2
此时在应变片基长内测得的平均应变达到最大值，即：
p
0 sin(2 x ) 0 sin L
x2 x1
L
26
相对应变波幅值ε0的相对误差（最小误差）为：
相反，即: (ΔRa) t= – (ΔRb) t
Ra Rb
焊点
补偿效果可达±0.45με／℃。 38
③ 电路补偿法
如图，电桥输出电压与桥臂参数的关系为
USC A R1R4 R2R3
式中A——由桥臂电阻和电源电压决定的常数。
R1
R2
USC
R3
R4
E
桥路补偿法
由上式可知，当R3、R4为 常数时，Rl和R2对输出电压的
片状(金属箔式和金属薄膜式): 片状敏感 栅根据制作工艺的不同有金属箔与金属薄膜式 两种。
11
敏感栅是应变片的关键部分，用应变材料
制成相应的结构，使用时用粘合剂固定在基底 上, 两者形成一体。
使用最广的应变电阻材料:
铜镍合金（康铜） 镍铬合金
它们的应变和电阻变化率之间具有良好的线性, 康铜灵敏系数略小, 镍铬合金的最大优点是电 阻率高，缺点是电阻温度系数较大。
3
电阻式传感器分两类
金属电阻应变型 金金属属丝箔式式
半导体压阻型
体型式 扩散式
4
3.1.1金属电阻应变式传感器 Metal resistive strain type sensor
金属电阻应变式传感器的工作原理是以应变效应 为基础的，是典型的间接变换型传感器。
弹性元件
组成
应变片
附件
5
1.应变效应 strain effect
1
物理传感器常利用的物理效应及物理规 律有：光电效应、热电效应、压电效应、压 阻效应、电磁效应、热释电效应、应变效应、 可变电容、可变电感等等。
物理传感器是目前应用范围最广、使用 量最大的传感器。在国民经济各部门、国防、 医药卫生、科学研究和人民生活各方面都有 广泛的应用。因此学习物理传感器的原理和 应用基础具有重要意义。
R2 R1
补偿应变片粘贴示意图
40
41
在结构允许条件下，可以用两片性能相同的应变片 构成差动式工作状态，如图（b）。这样既可以达到 温度补偿的目的，同时还可以提高输出灵敏度。
30Hz交变应力作用下，连续工作而不产生疲劳损 坏的循环次数。
⑤允许电流 allow current 允许通过应变片的最大工作电流。
（6）电阻应变片的温度特性及补偿 所谓温度特性是指应变片的电阻值随着温度
变化而发生变化的特性。
34
温度变化引起应变片电阻变化的原因有：
●应变片的金属敏感栅电阻本身随温度变化 （金属材料存在温度系数所致）；
15
金属薄膜式是采用真空蒸发或沉积的方法制 成厚度小于0.1um的薄膜敏感栅，它是薄膜技 术发展的产物。这种应变片的制作免去了一般 应变片必需的粘合剂，优点是应变灵敏系数高， 允许电流密度大，工作温度范围广。
16
3.电阻应变片的特性
⑴ 应变片的输出特性
R k k L
R
L
⑵ 应变片的灵敏度
k R R R R
在金属导体的拉伸比例极限内，金属导体电阻 的相对变化与其应变成比例。
dR R
k0
dL ——轴向应变
L
上式表明: 金属导体电阻的相对变化与其轴向应变 成比例。
6
R L
A
dR
dL A
L
dA A2
L A
d
R( dL L
dA A
d
)
dL 2 dA ——泊松定律
L
A
dR R
(1
2)
d
k0
7
k0
dR
●试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同造 成应变片附加变形而产生的电阻变化。
Rt RT Rk(s g )T R k(s g ) T
t k(s g )
Rt RtT
t
R R T
35
补偿方法
自补偿 线路补偿
自补偿法就是利用自身具有温度补偿作用 的特殊应变片来实现。
制造这种应变片的理论依据即实现温度自补偿的 条件是使应变片的温度系数αt=0即α=k(βg-βs）。
②应变极限 strain limit 应变片的应变极限取决于特性曲线的非线
性。当非线性误差达到规定值(假如为10%)所对 应的真实应变即为应变片的应变极限。
在一定温度下，应变片的指示应变对测试 值的真实应变的相对误差不超过规定范围（一 般为10%）时的最大真实应变值。
31
指
±10%
示
应
变
1
εlim
部分的形状。沿轴向应变 为εx，沿横向应变为εy 。
θ
dθ
dl
18
R R
kx x
ky y
kx ( x
kk y )
泊松定律：
y x
电阻相对变化：
R R
kx x (1
kk
)
k x
19
k kx (1 kk )
kk
ky kx
——横向灵敏度
应变片的标称灵敏系数k恒小于轴向灵敏系数kx， 是横向效应所造成的误差。
横向效应——是指敏感栅的弯折处应变 的变化使灵敏系数减小的现象。
20
理论分析表明，敏感栅的圆弧半径愈小， 基长L越长，则横向灵敏度kk值越小，也就是 说，敏感栅愈窄，基长愈长的应变片，其横向 效应越小，引起的误差越小。实际使用中。多 采用大基长应变片，或直角线栅式应变片、金 属箔式应变片，可减小横向效应所带来的误差。
（1）应变片的结构 Structural of strain gauge
敏感栅
应变片的组成 粘基合底剂
引线
盖片
9
（2）电阻应变片的种类 Class of resistive strain gauge
10
金属电阻应变片就敏感栅而言分为两类 丝状（金属丝式）: 是用金属丝按需要
绕制而成，有U型、H型和V型，目前市场有 系列化的产品出售，可根据需要进行选择。
L(mm)： 1 3 5 10 20 50 f (kHz): 500 167 100 50 25 10
这对生理信息的测量是足够的，测量频率愈高, 所需应变片的基长愈短。
30
（5）应变片的其它特性
①线性度 linearity 应变片的线性度指应变和电阻相对变化之
间的线性关系,特别是粘贴后的线性关系。
f
式中 υ——应变波在试件中的传播速度； f——应变片的可测频率。
取 l 1 ， 则 f 0.1
10
l
29
若已知应变波在某材料内传播速度υ，由上式可 计算出栅长为L的应变片粘贴在某种材料上的 可测动态应变最高频率。
假设应变片在钢材上使用，对应的传播速 度为5000ｍ/ｓ，若取n=10，则对应应变片基长 分别为
阻温度系数 t 和线膨胀系数 g 满足上式的条件，即可
实现温度自补偿。具有这种敏感栅的应变片称为单丝
自补偿应变片。
单丝自补偿应变片的优点是结构简单，制造 和使用都比较方便，但使用受条件限制。
37
②双丝组合式自补偿应变片
是由两种不同电阻温度系数（一种为正值，一种为负 值）的材料串联组成敏感栅，以达到一定的温度范围 内在一定材料的试件上实现温度补偿的，如图。这种 应变片的自补偿条件要求粘贴在某种试件上的两段敏 感栅，随温度变化而产生的电阻增量大小相等，符号
physical sensor
物理传感器是用于物理量检测的传感器。它 是利用某些物理规律和物理效应把被测的物理量 转换成为便于处理的电信号的装置。
被测物理量包括有光学量、热学量、力学量、 几何量、磁学量、声学量、放射量等，这些量经过 转换成为易于处理的电量或电参数，如电压、电流、 电阻、电容、电荷、频率、阻抗等，再经测量电路 转换为能用常规电路处理的电信号，最后完成其检 测和显示。
e
p 0 0
p 0
1 ( n
sin ) 1
n
1
6 n
2
测量误差与n= 的关系
27
L
由上式可见，相对误差的大小只决定于 l 的比
值，表中给出了为1/10和1/20时e 的数值。
误差 e 的计算结果
l
e（%）
1/10
1.62
1/20
0.52
28
由表可知，应变片栅长与正弦应变波的波 长之比愈小，相对误差愈小。当选中的应变片 栅长为应变波长的（1/10~1/20）时，e将小于 2%。因为
22
下面分别看一下应变片对阶跃应变和正弦应 变波的动态响应特性。
应变片对阶跃信号的响应特性
23
应变片对正弦信号的响应特性
24
设一频率为 f 的正弦应变波在构件中以速度 v 沿m 敏感栅长度方向传播，在某一瞬时 t，应变量沿构件
分布如图所示。
ε
ε1
ε0 应变片
x
l
x1 λ
应变片对应变波的动态响应 25
21
（4）应变片的动态特性 Dynamics characteristics of strain gauge
应变片的动态特性是指应变片测量频率较高 的动态应变时的响应特性。
当被测应变随时间变化的频率很高时，需考 虑应变片的动态特性。因应变片基底和粘合剂层 很薄，应变波沿厚度方向经粘合剂传到敏感栅的 时间甚短(约0.2μs)，故只需考虑应变沿应变片 敏感栅长度方向传播时的动态响应。
真实应变εz
应变片的应变极限
32
③零漂及蠕变 zero drift and creep 零漂——粘贴好的应变片,在一定温度下不
承受机械应变时,指示应变随时间变化的特性。 蠕变——在一定温度下，产生一个恒定的机
械应变时，指示应变随时间发生变化的特性。它 是衡量应变片长期稳定性的指标。
33
④疲劳极限 fatigue limit 指粘贴在试件上的应变片，在恒定幅值、
作用方向相反。利用这个基本 特性可实现对温度的补偿，并 且补偿效果较好，是最常用的 补偿方法之一。
39
测量应变时，使用两个应变片，一片贴在被测试件 的表面，图中R1称为工作应变片。另一片贴在与被测试 件材料相同的补偿块上，图中R2，称为补偿应变片。在 工作过程中补偿块不承受应变，仅随温度发生变形。由 于R1与R2接入电桥相邻臂上，造成ΔR1t与ΔR2t相同，根 据电桥理论可知，其输出电压USC与温度无关。当工作 应变片感受应变时，电桥将产生相应输出电压。
12
金属箔应变片的工作原理和电阻丝式应变 片相同。它的电阻敏感元件不是金属丝栅，而 是通过光刻、腐蚀等工艺制成的很薄的金属箔 栅，故称箔式电阻应变片，如图。金属箔的厚 度—般为(0.003～0.010)mm，它的基片和盖片多 为胶质膜，基片厚度一般为(0.03～0.05)mm。
金属箔应变片
13
14
金属箔应变片和丝式应变片相比较，有如下特点： ①金属箔栅很薄，感受的应力状态与试件表面的应
力状态更为接近；其次接触表面积大，传递变形的能力 好；
②箔材表面积大，散热性能好，允许通过较大的电 流，可以提高测量的灵敏度；
③具有疲劳寿命长、蠕变小、横向效应小的特点； ④箔栅的尺寸准确、均匀，采用光刻技术可制成各 种形状，特别是为制造应变花和小标距应变片提供了条 件，适于测量不同方向的应变，同时制作工艺易于实现 自动化，可提高生产效率，降低成本。 缺点：电阻值分散性大，有的相差几十Ω，故需要 作阻值调整；生产工艺较为复杂，因引出线的焊点采用 锡焊，因此不适于高温环境下测量；此外价格较贵。
L L
17
（3） 横向效应与横向灵敏度
金属应变片由于敏感栅的两端为半圆弧形的 横栅，测量应变时，构件的轴向应变εx使敏感栅 电阻发生变化，其横向应变εy也将使敏感栅半圆 弧部分的电阻发生变化，应变片的这种既受轴向 应变影响，又受横向应变影响而引起电阻变化的 现象称为横向效应。
图为 应变片敏感栅半圆弧
线路补偿法是利用应变式传感器测量电路 的特点实现温度补偿的。
36
① 单丝自补偿应变片
由前式知，若使应变片在温度变化Δt时的热输出值
为零，必须使 t K e g 0
即
t K g e
每一种材料的被测试件，其线膨胀系数e 都为确定
值，可在有关的材料手册中查到。在选择应变片时，
若应变片的敏感栅是用单一的合金丝制成，并使其电
R
(1 2)
d
物理意义——单位应变所引起的电阻值的相对
变化。
(1+2μ)表示材料受力变形引起，称为应变效应； dρ/ρ/ε表示材料受力引起的电阻率变化，称为压 阻效应。
一般来讲，金属电阻材料制成的应变片，其灵
敏系数主要取决于第一项；半导体材料制成的应变 片，其灵敏系数主要取决于第二项。
8
2.应变片的结构及种类 Structural and class of strain gauge
2
3.1电阻式传感器 Resistance type sensor
电阻式传感器是一种将生物体的生理参 数转换为电阻变化的传感器。
电阻式传感器具有结构简单、精度高、线性 度好、容易获取电信号等优点，因而在人体信息 检测中得到广泛的应用。它可以用于测量脉象、 脉搏、心音、血压、呼吸流量、心内压、器官内 压等。
假设应变波波长为，应变片的基长为L，应变波峰值
点对应应变片中心点瞬间，其两端点的坐标为 和x1和
x2 ,则有：
l
x1 4 2
x2 x1 Lx2ຫໍສະໝຸດ 4l 2x2
x1
2
此时在应变片基长内测得的平均应变达到最大值，即：
p
0 sin(2 x ) 0 sin L
x2 x1
L
26
相对应变波幅值ε0的相对误差（最小误差）为：
相反，即: (ΔRa) t= – (ΔRb) t
Ra Rb
焊点
补偿效果可达±0.45με／℃。 38
③ 电路补偿法
如图，电桥输出电压与桥臂参数的关系为
USC A R1R4 R2R3
式中A——由桥臂电阻和电源电压决定的常数。
R1
R2
USC
R3
R4
E
桥路补偿法
由上式可知，当R3、R4为 常数时，Rl和R2对输出电压的
片状(金属箔式和金属薄膜式): 片状敏感 栅根据制作工艺的不同有金属箔与金属薄膜式 两种。
11
敏感栅是应变片的关键部分，用应变材料
制成相应的结构，使用时用粘合剂固定在基底 上, 两者形成一体。
使用最广的应变电阻材料:
铜镍合金（康铜） 镍铬合金
它们的应变和电阻变化率之间具有良好的线性, 康铜灵敏系数略小, 镍铬合金的最大优点是电 阻率高，缺点是电阻温度系数较大。
3
电阻式传感器分两类
金属电阻应变型 金金属属丝箔式式
半导体压阻型
体型式 扩散式
4
3.1.1金属电阻应变式传感器 Metal resistive strain type sensor
金属电阻应变式传感器的工作原理是以应变效应 为基础的，是典型的间接变换型传感器。
弹性元件
组成
应变片
附件
5
1.应变效应 strain effect
1
物理传感器常利用的物理效应及物理规 律有：光电效应、热电效应、压电效应、压 阻效应、电磁效应、热释电效应、应变效应、 可变电容、可变电感等等。
物理传感器是目前应用范围最广、使用 量最大的传感器。在国民经济各部门、国防、 医药卫生、科学研究和人民生活各方面都有 广泛的应用。因此学习物理传感器的原理和 应用基础具有重要意义。
R2 R1
补偿应变片粘贴示意图
40
41
在结构允许条件下，可以用两片性能相同的应变片 构成差动式工作状态，如图（b）。这样既可以达到 温度补偿的目的，同时还可以提高输出灵敏度。
30Hz交变应力作用下，连续工作而不产生疲劳损 坏的循环次数。
⑤允许电流 allow current 允许通过应变片的最大工作电流。
（6）电阻应变片的温度特性及补偿 所谓温度特性是指应变片的电阻值随着温度
变化而发生变化的特性。
34
温度变化引起应变片电阻变化的原因有：
●应变片的金属敏感栅电阻本身随温度变化 （金属材料存在温度系数所致）；
15
金属薄膜式是采用真空蒸发或沉积的方法制 成厚度小于0.1um的薄膜敏感栅，它是薄膜技 术发展的产物。这种应变片的制作免去了一般 应变片必需的粘合剂，优点是应变灵敏系数高， 允许电流密度大，工作温度范围广。
16
3.电阻应变片的特性
⑴ 应变片的输出特性
R k k L
R
L
⑵ 应变片的灵敏度
k R R R R
在金属导体的拉伸比例极限内，金属导体电阻 的相对变化与其应变成比例。
dR R
k0
dL ——轴向应变
L
上式表明: 金属导体电阻的相对变化与其轴向应变 成比例。
6
R L
A
dR
dL A
L
dA A2
L A
d
R( dL L
dA A
d
)
dL 2 dA ——泊松定律
L
A
dR R
(1
2)
d
k0
7
k0
dR
●试件材料与敏感栅材料的线膨胀系数不同造 成应变片附加变形而产生的电阻变化。
Rt RT Rk(s g )T R k(s g ) T
t k(s g )
Rt RtT
t
R R T
35
补偿方法
自补偿 线路补偿
自补偿法就是利用自身具有温度补偿作用 的特殊应变片来实现。
制造这种应变片的理论依据即实现温度自补偿的 条件是使应变片的温度系数αt=0即α=k(βg-βs）。
②应变极限 strain limit 应变片的应变极限取决于特性曲线的非线
性。当非线性误差达到规定值(假如为10%)所对 应的真实应变即为应变片的应变极限。
在一定温度下，应变片的指示应变对测试 值的真实应变的相对误差不超过规定范围（一 般为10%）时的最大真实应变值。
31
指
±10%
示
应
变
1
εlim
部分的形状。沿轴向应变 为εx，沿横向应变为εy 。
θ
dθ
dl
18
R R
kx x
ky y
kx ( x
kk y )
泊松定律：
y x
电阻相对变化：
R R
kx x (1
kk
)
k x
19
k kx (1 kk )
kk
ky kx
——横向灵敏度
应变片的标称灵敏系数k恒小于轴向灵敏系数kx， 是横向效应所造成的误差。
横向效应——是指敏感栅的弯折处应变 的变化使灵敏系数减小的现象。
20
理论分析表明，敏感栅的圆弧半径愈小， 基长L越长，则横向灵敏度kk值越小，也就是 说，敏感栅愈窄，基长愈长的应变片，其横向 效应越小，引起的误差越小。实际使用中。多 采用大基长应变片，或直角线栅式应变片、金 属箔式应变片，可减小横向效应所带来的误差。
（1）应变片的结构 Structural of strain gauge
敏感栅
应变片的组成 粘基合底剂
引线
盖片
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（2）电阻应变片的种类 Class of resistive strain gauge
10
金属电阻应变片就敏感栅而言分为两类 丝状（金属丝式）: 是用金属丝按需要
绕制而成，有U型、H型和V型，目前市场有 系列化的产品出售，可根据需要进行选择。
L(mm)： 1 3 5 10 20 50 f (kHz): 500 167 100 50 25 10
这对生理信息的测量是足够的，测量频率愈高, 所需应变片的基长愈短。
30
（5）应变片的其它特性
①线性度 linearity 应变片的线性度指应变和电阻相对变化之
间的线性关系,特别是粘贴后的线性关系。
f
式中 υ——应变波在试件中的传播速度； f——应变片的可测频率。
取 l 1 ， 则 f 0.1
10
l
29
若已知应变波在某材料内传播速度υ，由上式可 计算出栅长为L的应变片粘贴在某种材料上的 可测动态应变最高频率。
假设应变片在钢材上使用，对应的传播速 度为5000ｍ/ｓ，若取n=10，则对应应变片基长 分别为
阻温度系数 t 和线膨胀系数 g 满足上式的条件，即可
实现温度自补偿。具有这种敏感栅的应变片称为单丝
自补偿应变片。
单丝自补偿应变片的优点是结构简单，制造 和使用都比较方便，但使用受条件限制。
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②双丝组合式自补偿应变片
是由两种不同电阻温度系数（一种为正值，一种为负 值）的材料串联组成敏感栅，以达到一定的温度范围 内在一定材料的试件上实现温度补偿的，如图。这种 应变片的自补偿条件要求粘贴在某种试件上的两段敏 感栅，随温度变化而产生的电阻增量大小相等，符号