第2章 电阻应变式传感器ppt课件

有无机和有机两大类，分 别适合于不同温度的，无 机的适合高温，有机的适 合于中低温和常温
传感器原理
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第二章 第16页
2.2 金属应变片
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对于箔状应变片和丝状应变片，有什么不同的呢？
丝状直径0.01～0.05mm 金属丝 箔状厚约为0.003～0.01mm 薄状箔片
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第二章 第11页
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所以整理可得
dR(12)c(12)
R
[(12)c(12)]Ks•
其中K s 成为金属丝的灵敏度系数（一般在1.8～3.6）
应变灵敏度系数的物理意义为单位应变引起的电阻相对变化
用增量形式： R RKs•Ks• ll
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基底、盖片——基底用于保持敏感栅、引线的几何
形状和相对位置；盖片既能保持敏感栅、引线的几何
形状和相对位置，还可以保护敏感栅，起着防潮、防
蚀、防损等作用。
应变片工作时，基底起着把试件应变准确地传递给敏感栅 的作用。为此，基底必须很薄，一般为0.02～0.04mm。
有用专门的薄纸制成的基片 称为纸基。有用粘结剂和有
灵敏度高、惯性很小、频率响应特性好。可测量 0~50KHz的振动。
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第二章 第2页
2.1 概述
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应变式传感器是将应变片粘贴于弹性体表面或者直
接将应变片粘贴于被测试件上。弹性体或试件的变形
通过基底和粘结剂传递给敏感栅，其电阻值发生相应
的变化，通过转换电路转换为电压或电流的变化，即
同样的截面积，箔状应变片可以做的表面积很大。 那么电流通过应变片时散热性要比丝状的好； 另外箔状应变片可以通过比较大的电流，输出电流或 电压可以增大，通过比较大的电流。
应变片的应力分布状态和试件所产生的应力非常接
近，即它比丝状应变片更接近于试件应变片，带来很
高的测量精度。
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一根金属丝长度为 l ，截面积为 s ，电阻率为 ，其电阻
R l s
ln R ln ln l ln s
两边取对数、微分：
s r2 ds2rdr
整理得
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dR Rddll
2dr r
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由材料力学可知
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第二章 第18页
2.2 金属应变片
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2.2 金属应变片
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二百度文库应变片的结构、材料
1、应变片的结构
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均由敏感栅1、基底2、盖片3、引线4和粘接剂等组成
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敏感栅——应变片中实现应变—电阻转换的敏
利用半导体的这种压组效应制 成粘贴式的应变片
（即压阻式传感器也叫固态 压阻式传感器）
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金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大 。
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简单实验
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第二章 第9页
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一、应变效应
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dl (轴 向 应 变 量 )
l
drrr(径 向 应 变 量 )
且 r (金 属 材 料 泊 松 系 数 )
d CdV V S •l d V V d S S d l l2r d rd ll V
C(2r)C (2)C (12)
——C为金属材料的某个常数。康铜丝C=1
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机树脂薄膜制成的胶基。
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引线——它起着敏感栅与测量电路之间的过
渡连接和引导作用。通常取直径约0.1～0.15mm
的低阻镀锡铜线，并用钎焊与敏感栅端连接。
对引线材料的要求：电阻率低、电阻温度系数 粘小结、剂抗—氧—化在性制能造好应、变易片于时焊，接用。它分别把盖片和 敏感栅固结于基底；在使用应变片时，用它把应变 片基底再粘贴在试件表面的被测部位。因此它也起 着传递应变的作用。
感元件。通常由直径为0.015～0.05mm的金属丝
绕成栅状，或用金属箔腐蚀成栅状。
图中l表示栅长，b表示栅宽。栅长大小关系到所测应变 的准确度。（应变片测得的大小实际上是应变片栅长和 栅宽所在面积的平均轴向应变量）
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可测量应变。
若通过弹性体或试件把位移、力、
力矩、加速度、压力等物理量转换
成应变，则可测量上述各量，而做
成各种应变式传感器。
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2.1 概述
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丝式应变片 箔式应变片
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膜式应变片
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第二章 第4页
2.1 概述
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2.1 概述
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各种电子秤
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2.1 概述
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应用领域广泛。可测量力、扭矩、压力、加速度等。
测量范围广: 压力 104~109Pa
力
0.1~107N
结构简单，尺寸小，质量轻。应变片粘贴在被测试 件上对其工作状态和应力分布的影响很小。同时使用 维修方便。
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2.2 金属应变片
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丝状有弯曲——栅宽、栅长。箔状在横向效应 方面比丝状的带来的误差要小
缺点：
箔状应变片的两个端线（引线）是通过焊接引出的， 而丝状是直接引出的。因为焊接有焊点的问题，所以 箔状应变片容易受到温度的影响，不适合高温
箔状的成本比丝状的高，所以价格高些。
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丝式应变片
金属丝式应变片是用 0.01～0.05mm的金属丝 做成敏感栅
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2.1 概述
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半导体材料受到应力作用时， 其电阻率会发生变化，这种现 象称为压阻效应。