电阻式传感器应用与开发变化

S=π r 2
dS /S=2·dr/r
dr/r为金属丝半径的相对变化，即径向应变为εr。
由材料力学知
εr= –με
dR d dl (1 2) d (1 2 )
R l
将微分dR、dρ改写成增量ΔR、Δρ，则
R R
(1 2
/ )
l / l
l l
KS
金属丝电阻的相对变化与金属丝的伸长或缩短之间存在 比例关系。比例系数KS称为金属丝的应变灵敏系数。
(R R dR)(R R)
4R
金属丝应变片： dR (1 2 )
R
V与应变成线形关系，可以用电桥测量电压测量应变
电阻式应变片应用行业
应用范围；应变力、压力、转矩、位移、 加速度；
主要优点；使用简单、精度高、范围大、 体积小
生产生活中的应用
电阻应变式传感器广泛应用于仪器仪表、 汽车、冶金、矿业、化工、机械、港口码 头及公路货站等行业可以说大到国防建设 小到日常生活的方方面面，可以说电阻应 变片已经完全融入了我们的生活中。电阻 传感器应用的所有行业中，占其总量最大 就是称重行业。
应用实施
➢广泛应用于－ 各种电子秤
应用实例
高 精 度 电 子 汽 车 衡
动态电子秤 电子天平
传感器在高速公路管理系统中的应用
高速车辆动态称重（WIM）超重预检系统可将 执法工作集中于运输者，允许正常载重的车辆避 驶入称重站进行强制车辆称重，只让少量预检为 超重的货车进入车辆称重区；在执法的同时既提 高了称重站的工作能力及称重精度，又避免了对 交通造成的不畅。通过减少超载车辆改善道路安 全，减少路面破坏。
在高速公路的入口处建造载重检测支路，当 载重卡车驶过动态称重桥时，称重传感器和电子 称即自行检查判断，同时给出信号控制交通信号 灯，从而保证高速路的上的安全。数字式电子汽 车秤以其优越的性能被广泛的应用的公路上
虽说该秤有很多优点但也有一些缺点： 不能工作在湿度比较大的地方。由于它的面积比较 大需要占据比较大的地方，对于高速公路来说会增 加一些修建的成本。
电阻式传感器主要分为三类即：电阻应变式、 固态压阻式、热电阻式。
电阻式传感器原理
电阻应变式传感器是利用 电阻应变片将应变转换为 电阻变化的传感器, 传感 器由在弹性元件上粘贴电 阻应变敏感元件构成。 当 被测物理量作用在弹性元 件上时, 弹性元件的变形 引起应变敏感元件的阻值 变化, 通过转换电路将其 转变成电量输出, 电量变 化的大小反映了被测物理 量的大小。
3.2 电阻式传感器
3) 应变片测量电路
R1
R2
E
V
R4 R3
V R2 R4 R1R3 E (R1 R4 )( R2 R3 )
3.2 电阻式传感器
V R2 R4 R1R3 E (R1 R4 )( R2 R3 )
令： R1 R R2 R3 R
R4 R dR
V R(R dR) RR E E dR
电阻R为
两边取对数，得
R l
S
等式两边取微分，得
ln R ln ln l ln S
dR d dl dS RlS
dR ——电阻的相对变化； d——电阻率的相对变化；
dl
R
来自百度文库
——金属丝长度相对变化，用ε表示，ε=
dl称为金属丝长度
l 方向上的应变或轴向应变；
d—S —截面积的相l 对变化。
S
弹性元件是应变式传感器的主要关键部件，它的结 构形状、材料、加工精度、热处理工艺等关系到传 感器的性能 在结构方面，要求弹性元件只受到被测物理量的作 用而减小其他物理量的影响。
1-敏感栅 2-基底 3-引线 4-粘结剂 5-表面覆盖物
电阻-应变特性
设有一根长度为l、截面积为S、电阻率为ρ的金属丝，其
电阻应变式传感器的发展与改善
1、普通应变片朝向高精度、使用方便快捷 省力方向发展。 2、传感器用应变片要求多功能、高稳定性。 3、特殊环境用应变片的多样化及稳定性的 提高。 4、朝经济性、灵敏性、稳定性方向发展。
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电阻式传感器的应用与发 展
小组成员：彭树园 张乐 魏广州 郑兴全
目录
电阻式传感器的基本原理 电阻式传感器的应用行业 电阻式传感器的发展趋势
传感器介绍
传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具 有感受( 或响应) 与检出功能, 并使之按照一定规 律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置.电 阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转换成 传感元件电阻值的变化，在经过转换电路变成电 信号输出，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、 加速度和温度等多种物理量。
物理意义：单位应变引起的电阻相对变化。
KS由两部分组成： 前一部分是（1+2μ），由材料的几何尺寸变化引起，一 般金属μ≈0.3，因此（1+2μ）≈1.6； 后一部分为 / ，电阻率随应变而引起的（称“压 阻效应”）。 l / l
对金属材料，以前者为主，则KS≈ 1+2μ； 对半导体， KS值主要由电阻率相对变化所决定。 实验表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与 轴向应变成正比。通常KS在1.8～3.6范围内。