应变片应用实例(应用动画,原理分析)
简述应变片的原理及应用
简述应变片的原理及应用1. 什么是应变片？应变片（Strain gauge）是一种常用于测量应变（strain）的传感器。
应变片通常由细长的金属箔片构成，含有一个或多个电阻片。
当载荷施加在应变片上时，金属箔片会发生应变，从而改变电阻的大小。
通过测量电阻的变化，可以间接测量应变的大小。
2. 应变片的工作原理应变片是通过电阻效应来测量应变的。
当细长金属箔片受到应变时，金属箔片会发生微小的形变，从而改变金属箔片内部电阻的大小。
根据电阻与电流之间的关系（欧姆定律），我们可以测量出电阻的变化来间接测量应变的大小。
应变片与电桥电路结合使用，通过测量电桥电路的电阻变化，可以得到应变的准确值。
3. 应变片的应用领域3.1 结构应变测量应变片广泛应用于结构工程领域，用于测量结构体受力状态下的应变情况。
例如，应变片可以安装在桥梁、建筑物、飞机机翼等结构上，通过测量结构的应变变化，可以了解结构所承受的力的大小和方向。
这对于结构的设计与性能评估非常重要。
3.2 材料力学实验在材料力学实验中，应变片被广泛应用于测量材料的应变情况。
通过在材料上安装应变片，可以测量不同位置的应变值，从而了解材料的机械性能。
材料力学实验中常常使用多个应变片来获得更精确的测量结果。
3.3 液压机械在液压机械中，应变片用于测量液压缸的应变情况。
通过测量应变片的应变变化，可以了解液压缸所承受的力的大小，从而判断液压缸的工作状态。
这对于液压机械的安全性和性能评估具有重要意义。
3.4 地震监测应变片也被应用于地震监测领域，用于测量地震过程中土壤和岩石的应变情况。
通过测量应变片的应变变化，可以了解地震震源与监测点之间的位移和应变关系，从而研究地震的发生机制和动力学特征。
4. 应变片的优势4.1 高精度应变片可以提供高精度的应变测量结果。
由于金属箔片的微小形变能够准确地改变电阻的大小，因此应变片可以测量非常小的应变量。
4.2 可靠性应变片具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，在不同环境和复杂工况下仍然能够提供准确可靠的测量结果。
应变片测试原理及在实际工程中的应用
应变片测试原理及在实际工程中的应用应变片测试是一种常用的工程测试方法，用于测量物体在外部应力作用下的变形情况，进而获得材料的应变信息。
它的原理是基于金属应变电阻效应，即金属导线在外部应力作用下，其电阻值会发生变化。
应变片由导线组成，通过安装在被测物体的表面上，当物体受到应力时，导线的电阻值会发生变化，从而可以通过测量电阻值的变化来计算物体的应变。
在实际工程中，应变片测试可以应用于很多领域，以下是几个常见的应用案例：1.结构安全评估：应变片测试可以用于测试和评估建筑结构、桥梁、管道等的安全性能。
例如，在大型桥梁的设计和建设过程中，可以通过在关键部位安装应变片来监测桥梁的变形。
通过实时监测和记录桥梁的应变情况，可以及时发现潜在的结构问题，并采取相应的措施。
2.汽车工程：应变片测试在汽车工程中具有重要的应用。
例如，在碰撞试验过程中，可以通过在汽车结构上安装应变片，测量和记录车辆受力的情况。
通过对应变数据的分析，可以评估汽车的抗碰撞能力，为汽车设计提供可靠的依据。
3.航空航天工程：应变片测试也被广泛应用于航空航天工程中。
在飞机和火箭等飞行器的设计和制造过程中，可以通过在机身、机翼等关键部位安装应变片，来监测飞行器受力情况和变形信息。
这些数据可以用于优化设计，提高飞行器的安全性和性能。
4.材料研究：应变片测试还被应用于材料研究领域。
通过在不同材料上安装应变片，可以获取材料的应变-应力曲线等重要数据，进而研究、评估材料的机械性能。
这些数据对于材料的优化设计和选择具有重要参考价值。
总之，应变片测试是一种可靠的工程测试方法，通过测量导线电阻的变化，可以获取物体在应力作用下的变形情况和应变信息。
在实际工程中，它可以被广泛应用于结构安全评估、汽车工程、航空航天工程和材料研究等领域，为工程设计和材料选择提供重要的参考数据。
应变片 PPT课件
(3 - 14)
ΔRt=Rt- R0= R0α0Δt
（3 - 15）
2)
当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时, 不论环境温度如 何变化, 电阻丝的变形仍和自由状态一样, 不会产生附加变形。
当试件和电阻丝线膨胀系数不同时, 由于环境温度的变化, 电 阻丝会产生附加变形, 从而产生附加电阻。
设电阻丝和试件在温度为 0 ℃时的长度均为L0，它们的线膨 胀系数分别为βs和βg, 若两者不粘贴, 则它们的长度分别为
由此可知, 应力值σ正比于应变ε, 而试件应变ε正比于电阻 值的变化, 所以应力σ正比于电阻值的变化, 这就是利用应变片 测量应变的基本原理。
电阻应变片特性
一、 电阻应变片的种类
电阻应变片品种繁多, 形式多样。 但常用的应变 片可分为两类: 金属电阻应变片和半导体电阻应变片。
金属应变片由敏感栅、 基片、 覆盖层和引线等 部分组成, 如图 3 - 2 所示。
当将图 3 - 3 所示的应变片粘贴在被测试件上时, 由于其敏 感栅是由n条长度为l1的直线段和（n-1）个半径为r的半圆组成, 若该应变片承受轴向应力而产生纵向拉应变εx时, 则各直线段 的电阻将增加, 但在半圆弧段则受到从+εx到-μεx之间变化的应 变, 圆弧段电阻的变化将小于沿轴向安放的同样长度电阻丝电 阻的变化。综上所述, 将直的电阻丝绕成敏感栅后, 虽然长度不 变, 应变状态相同, 但由于应变片敏感栅的电阻变化较小, 因而 其灵敏系数K较电阻丝的灵敏系数K0小, 这种现象称为应变片 的横向效应。
(1 2 E )
（3-12）
实验证明, πE比（1+2μ）大上百倍, 所以（1+2μ）可以忽 略,
R
Ks =
实验一金属箔式应变片实验报告
实验一-金属箔式应变片实验报告金属箔式应变片实验报告一、实验目的1.学习和了解金属箔式应变片的基本原理和应用。
2.掌握应变片的粘贴和测试方法。
3.通过实验数据分析，理解应变、应力和弹性模量的关系。
二、实验原理金属箔式应变片是一种用于测量物体应变的传感器，其工作原理基于电阻的应变效应。
当金属导体受到拉伸或压缩时，其电阻值会发生变化。
这种现象称为“应变效应”。
利用这一原理，可以将应变片粘贴在待测物体上，通过测量电阻值的变化来推算物体的应变。
三、实验步骤1.准备材料：金属箔式应变片、放大镜、砂纸、酒精、丙酮、吹风机、应变计、电阻表、加载装置（如砝码或液压缸）。
2.选定待测物体并清理表面。
对待测物体表面进行打磨、清洁和干燥处理，确保表面无油污和杂质。
3.粘贴应变片：将金属箔式应变片粘贴在待测物体表面，确保应变片与物体表面完全贴合，无气泡和褶皱。
使用放大镜观察应变片的位置和贴合程度。
4.连接电阻表：将应变片的引脚连接到电阻表上，确保连接稳定可靠。
5.加载待测物体：采用适当的加载装置对待测物体进行加载，使物体产生应变。
记录加载过程中电阻表读数的变化。
6.数据记录：在加载过程中，每隔一定时间记录一次电阻表读数，并观察应变片应变的规律。
当应变达到最大值时，停止加载并记录最终的电阻值。
7.数据处理和分析：根据记录的电阻值和已知的应变系数，计算出物体的应变值。
分析应变、应力和弹性模量之间的关系。
四、实验结果与分析1.应变测量结果：通过电阻表测量得到应变片的电阻值变化量，根据应变系数计算得到物体的应变值。
2.应力和弹性模量之间的关系：根据弹性力学的基本原理，应力和弹性模量之间存在一定的关系。
本实验中，通过测量物体的应变和应力，可以进一步计算出物体的弹性模量。
3.应变片灵敏度的分析：通过比较不同应变片在同一物体上的测量结果，可以分析应变片的灵敏度和精度。
五、实验总结通过本次实验，我们学习和了解了金属箔式应变片的基本原理和应用，掌握了应变片的粘贴和测试方法，并通过实验数据分析，理解了应变、应力和弹性模量的关系。
应变片压力传感器原理与应用
应变片压力传感器原理与应用电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。
它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。
金属电阻应变片的内部结构如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。
根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。
而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。
一般均为几十欧至几十千欧左右。
电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示：式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）S——导体的截面积（cm2）L——导体的长度（m）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。
只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。
2、陶瓷压力传感器原理及应用抗腐蚀的陶瓷压力传感器没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，连接成一个惠斯通电桥(闭桥)，由于压敏电阻的压阻效应，使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，标准的信号根据压力量程的不同标定为2.0/3.0/3.3mV/V等，可以和应变式传感器相兼容。
应变片测力原理
应变片测力原理应变片是一种用于测量物体受力情况的传感器，它利用材料在受力时产生的应变变化来实现测力的目的。
应变片测力原理是基于应变片的工作原理来实现的，下面我们将详细介绍应变片测力原理及其应用。
应变片是一种特殊的传感器，它通常由金属或半导体材料制成。
当物体受到外力作用时，应变片会产生应变，即材料的长度、宽度或厚度会发生微小的变化。
这种微小的变化可以通过应变片内部的电阻变化来进行测量。
应变片上粘贴有一层导电材料，当应变片受到外力作用时，导电材料的电阻会发生变化，通过测量电阻的变化就可以得到物体受力的大小。
应变片测力原理利用了材料在受力时的应变特性，通过测量应变片内部电阻的变化来实现对物体受力的测量。
这种原理可以应用于各种领域，如工业生产、机械制造、航空航天等。
在工业生产中，应变片测力原理可以用于监测设备的受力情况，帮助工程师了解设备的工作状态，及时进行维护和保养。
在机械制造领域，应变片测力原理可以用于测试材料的强度和耐久性，确保产品的质量和安全性。
在航空航天领域，应变片测力原理可以用于飞机和航天器的结构设计和测试，保证其在飞行过程中的安全性和稳定性。
除了上述应用，应变片测力原理还可以应用于医疗设备、汽车制造、体育器材等领域。
在医疗设备中，应变片测力原理可以用于测量人体的受力情况，帮助医生了解患者的身体状况。
在汽车制造中，应变片测力原理可以用于测试汽车零部件的耐久性和安全性，确保汽车在行驶过程中的稳定性和可靠性。
在体育器材领域，应变片测力原理可以用于测试运动员的力量和速度，帮助他们提高训练效果和竞技成绩。
总之，应变片测力原理是一种基于材料应变特性的测力原理，通过测量应变片内部电阻的变化来实现对物体受力的测量。
它在各个领域都有着广泛的应用，为工程师和科研人员提供了重要的测量工具，有助于提高产品质量和安全性，推动科技进步和社会发展。
希望本文对您了解应变片测力原理有所帮助。
实验一应变片单臂电桥性能实验
实验一应变片单臂电桥性能实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应 所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。
对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R为：（1—2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr由材料力学得：εL= - μεr (1—3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1—3）代入式（1—2）得：（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
(1)、金属导体的应变灵敏度K：主要取决于其几何效应；可取（1—5）其灵敏度系数为：K=金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
(2)、半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。
应变片应用实例
应变片应用实例应变片是一种可以感知和测量物体表面应变的传感器。
它的工作原理是通过物体受力引起的应变改变片的形状，从而改变电阻值，进而测量应变的大小。
应变片广泛应用于工程、机械、汽车、航空航天等领域中，下面将以应用动画原理分析为例，介绍应变片的应用实例。
首先，我们来看一个汽车悬挂系统的应用实例。
在汽车行驶过程中，悬挂系统承受着车辆的重力和行驶时产生的动力。
为了保证汽车在行驶中的稳定性和车辆乘坐的舒适度，悬挂系统需要根据道路状况和车辆的运动状态来进行调节。
这时，可以将应变片应用在悬挂系统的弹簧上，通过测量弹簧的应变来判断车辆行驶时的状态。
当汽车经过颠簸的道路时，悬挂系统的弹簧会受到变形力，导致弹簧上的应变片发生应变。
应变片的电阻值会随着应变的大小而改变，通过测量电阻值的变化，可以得知弹簧受力的大小。
根据测得的数据，悬挂系统可以即时调节其阻尼力的大小，使得车辆的悬挂系统能够适应不同的道路状况，增加车辆的稳定性和乘坐舒适度。
另一个应变片的应用实例是在机械设备中的应用。
例如，当机械设备进行大型物体的加工或压力测试时，需要对物体的表面压力进行监测。
这时，可以将应变片安装在机械设备的夹持装置上或直接贴附在物体表面上。
当机械设备夹持物体时，物体对应变片施加压力，导致应变片的形状发生变化，进而改变电阻值。
通过测量电阻值的变化，可以得到物体施加压力的大小。
根据这个数据，机械设备可以调整夹持装置的力度，保证物体的加工或测试过程中施加的压力恰到好处，避免物体的破裂或变形。
这些应用实例显示了应变片在工程领域的广泛应用。
通过测量应变的大小，应变片能够提供关键的数据，帮助工程师和设计师改进产品和系统的性能。
而动画原理分析可以通过展示应变片在实际工作中的原理和数据变化，帮助人们理解和应用这项技术。
总之，应变片是一种广泛应用的传感器，可用于测量物体表面的应变。
通过应用动画原理分析，我们可以更好地理解和应用应变片技术。
汽车悬挂系统和机械设备是应变片应用的两个典型实例，通过测量应变的大小，应变片可以提供关键的数据，帮助改进产品和系统的性能。
应变片应用丰富实例
(5) 遥测应变仪。它用于解决无法用有线传输信号时的应 变测量，如测量旋转件、运动件等的应变。
27
静态电阻应变仪
测量范围:±19999ε;分辨率： 1ε；电桥电压： 直流2.5V；应变片：120Ω或其他阻值； 测量点 数：8/16点。
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静态电阻应变仪
接线端子
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动态电阻应变仪
（东方振动和噪声技术研究所）
量程:1±10000ε 频率范围：0-150kHz 平衡方式：手动 精度：0.3% 零点飘移：
- /℃：±0.1ε - /24小时：±0.5ε 灵敏度变化： - /℃：±0.05% - /24小时：±0.3% 信噪比：52dB
(1) 静态电阻应变仪。静态电阻应变仪能测量频率为0～ 15Hz的应变。例如：国产型号有YJ-5，YJB-I，YJS-14等。
(2) 静动态电阻应变仪。静动态电阻应变仪用于测量静态 或几百Hz以下的应变，国产型号有YJD-1，YJD-7等。
(3) 动态电阻应变仪。它用于测量频率为5kHz以下的应变， 如Y4D-l，Y6D-2，YD-15等;
低压进气口
高压进气口
绝对压力传感器
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小型压阻式固态压力传感器（续）
呼吸、透析和注射泵设备中用的压力传感器 p1进气管
固态压力 传感器
p2进气管
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小型压阻式固态压力传感器（续）
p1进气管
表压压力传感器
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投入式液位计
压阻式固态压力传感器用于投入式液位计:p1的 进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离,并用硅油传 导压力而与液体相通。
汽车衡
10
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应变片的应用实验原理图
应变片的应用实验原理图1. 引言应变片是一种常见的应变测量装置，广泛应用于工程领域和科学研究中。
应变片的工作原理是通过观察张力或压力加载下金属薄片的微小形变来测量应变量。
本文将介绍应变片的应用实验原理图。
2. 实验目的通过使用应变片的应用实验原理图，了解应变片的工作原理和实验操作流程，掌握应变片在实际应用中的测量原理。
3. 实验设备和材料•应变片•变化载荷的装置•多功能数据采集仪4. 实验步骤1.将应变片安装在被测材料上。
应变片可通过胶水或焊接等方式固定在被测材料表面。
2.连接应变片与多功能数据采集仪。
确保连接稳固且信号传输正常。
3.启动多功能数据采集仪，并设置采样频率和采样时间。
4.施加变化载荷（例如拉伸或压缩）到被测材料上。
5.实时监测数据采集仪上的读数，记录不同载荷下应变片的应变量数据。
6.停止载荷施加，结束实验。
5. 数据处理1.将数据采集仪上的读数转换为应变量数据。
根据应变片的灵敏度系数和测量电阻进行计算。
2.将应变量数据进行统计和分析，得出各载荷下被测材料的应变变化情况。
3.绘制应变-载荷曲线，并进行数据拟合和趋势分析。
4.计算应变片的灵敏度系数和误差范围。
6. 实验注意事项1.应注意操作的安全性，避免发生意外事故。
2.在实验过程中，应保持被测材料和应变片的稳定性，避免出现外部干扰。
3.实验结束后，应及时关闭设备并进行数据的保存和备份。
7. 结论通过本文介绍的应变片的应用实验原理图，我们了解到应变片的工作原理和实验操作流程。
应变片能够准确测量材料的应变变化情况，具有重要的应用价值。
在实际应用中，我们可以根据应变-载荷曲线来评估材料的力学性能，为工程设计和科学研究提供有力的支持。
应变片式传感器PPT演示课件
要满足电桥平衡条件,
U0
=0, 则有
Z1 Z4 = Z2 Z3
取Z1= Z2 = Z3 = Z4， 可得
1
R1 jwR1C1
R4
1
R2 jwR2C2
R3
21
整理得
R3 R1
jwR3C1
R4 R2
jwR4C2
其实部、 虚部分别相等, 并整理可得交流电桥的平衡条件为:
R2 R4 R1 R3 及 R2 C1 R1 C2
相邻相减，相对相加。
4
一、 直流电桥
1.
电桥如图 2-29 所示, U为电源, R1、R2、R3 及R4为桥臂电阻, RL为负载电阻。
5
图2-29 直流电桥
6
退出
U0
U ( R1 R1 R2
R3 ) R3 R4
当电桥平衡时, Uo=0, 则有
R1R4 = R2R3
或
R1 R3 R2 R4
R
106 m
则ΔR=1.64×103 ×R=1.64×103 ×120Ω=0.1968Ω
U0
Ui 4
R R
3 4
1.64 103
1.23103 V
=1.23(mV) 25
2-2 如果将120Ω的应变片贴在柱形弹性试件上，该试件 的截面积S=0.5×10-4m2，材料弹性模量E=2×1011 N/m2。 若由5×104N的拉力引起应变片电阻变化为1.2Ω，求该 应变片的灵敏系数K。
8
U0
U ( R1 R1 R1 R1 R2
R3 R3 R4
)
U
应变片的工作原理
应变片的工作原理首先，应变片的工作原理与材料的弹性变形密切相关。
当外力作用于应变片时，材料会发生弹性变形，即在外力作用下，材料会发生形变，但当外力消失时，材料会恢复原状。
这种弹性变形的特性使得应变片能够在受到冲击或振动时吸收能量，从而减小冲击力的传递。
这种特性使得应变片在机械设备中起到了缓冲和保护作用。
其次，应变片的工作原理还与材料的应变能密切相关。
应变能是材料在受力作用下所储存的能量，它是由外力对材料做功而转化而来的。
在应变片受到冲击或振动时，材料会吸收外力的能量，将其转化为应变能，从而减小了冲击力的传递。
这种能量转化的过程使得应变片能够在机械设备中发挥出良好的缓冲和保护效果。
此外，应变片的工作原理还与其结构设计密切相关。
通常情况下，应变片的结构设计会考虑材料的选择、形状和尺寸等因素。
合理的材料选择能够保证应变片具有良好的弹性和韧性，从而能够吸收更多的能量。
而合适的形状和尺寸设计则能够使得应变片在受到冲击或振动时能够更好地发挥其缓冲和保护作用。
总的来说，应变片的工作原理主要是通过材料的弹性变形和能量转化来实现的。
当外力作用于应变片时，材料会发生弹性变形，吸收能量并转化为应变能，从而减小冲击力的传递。
合理的结构设计能够使得应变片在机械设备中发挥出良好的缓冲和保护效果。
在实际工程应用中，我们需要根据具体的工作环境和要求来选择合适的应变片，并合理设计其结构，以确保其能够有效地发挥作用。
同时，我们还需要对应变片的工作原理有深入的了解，才能更好地应用和维护应变片，从而保证机械设备和人员的安全。
希望通过本文的介绍，能够让大家对应变片的工作原理有更清晰的认识。
(2023)应变片全桥实验报告(一)
(2023)应变片全桥实验报告(一)实验目的本实验旨在利用应变片对全桥进行实验测试，以探究其在结构工程和力学中的应用。
实验步骤1.按照图纸要求对全桥进行预制；2.固定应变片在桥墩顶部，并将其与数据采集系统连接；3.通过施加定量的压力和撤销压力等操作，获取应变片的变形数据；4.利用数据分析软件对数据进行处理和分析；5.根据分析结果，得出结论并撰写实验报告。
实验结果经过实验，我们得出如下结论：1.应变片可以对结构体进行精确的检测；2.应变片数据的准确性会受到外部环境等因素的影响；3.应变片可以对全桥进行多点监测并获取数据。
应变片是一种精度高、可靠性强的结构检测方式，在结构工程和力学等领域中具有广泛的应用前景。
本实验进一步验证了应变片在全桥监测中的可行性，并为相关领域的研究提供了可参考的数据。
实验分析应变片能够精确测量结构变形的原理，是利用贴在被测物体表面上的应变片。
在被测物体承受变形应力时，应变片就会产生微小的电信号。
通过检测这些信号，就能够知道被测物体的变形情况。
在实验中，我们固定应变片在桥墩顶部，以模拟实际的应用环境。
然后施加压力和撤销压力，获取应变片的变形数据。
最后，通过数据分析软件处理数据，得出实验结果。
实验总结本次全桥实验的成功进行了，验证了应变片在结构工程和力学中的应用优势，为相关领域提供了实验数据。
同时，也发现了应变片数据准确性受外部环境等因素的影响。
在以后的实验中，我们应该从以下几个方面做好实验准备和操作，以获得更加准确和可靠的实验结果：1.在实验前，做好应变片的校准工作，以保证测量的准确性；2.实验中，尽可能降低外部因素对应变片数据的影响，如控制温度和湿度等；3.严格按照实验步骤操作，以确保数据的准确性。
1.张立峰，胡高欣，顾今，等. 应变片在桥梁结构监测中的应用 [J]. 计算机与应用化学，2018，35（11）：34-38。
2.吕琪，储光远，刁晓英. 应变片测量转换器的设计[J]. 仪器技术与传感器，2019，34（3）：56-59。
实验2：应变片全桥性能实验
实验2 应变片全桥性能实验一、实验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。
二、基本原理：1. 应变片的基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
2. 应变片的电阻应变效应：所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L 、半径为r 、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得：2ρρπ==g L L R A r ..................(1-1) 当导体因某种原因产生应变时，其长度L 、截面积A 和电阻率ρ的变化为dL 、dA 、dρ相应的电阻变化为dR 。
对式（1—1）全微分得电阻变化率 dR/R 为：2ρρ=-+dR dL dr d R L r ..................(1-2) 式中：dL/L 为导体的轴向应变量εL ; dr/r 为导体的横向应变量εr 。
由材料力学知识可得：εL = - μεr ..................(1-3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1-3）代入式（1-2）得：()12ρμερ=++dR d R ..............(1-4)，该式说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能。
3. 半导体的应变灵敏度：主要取决于其压阻效应；dR/R<≈dρ⁄ρ。
应变片测试原理及在实际工程中的应用
应变片测试原理及在实际工程中的应用应变片是一种用于测量物体变形和应力的传感器。
它由一个薄而灵活的材料制成，常用的材料包括金属，如铜和铬镍合金，以及聚合物，如聚酰胺。
当物体受到力或压力时，应变片发生形变，形成应变，然后应变片根据形变的大小产生电阻或电压的变化。
应变片的工作原理是基于金属材料的一个重要性质，即电阻随着其长度和横截面积的变化而改变。
当应变片受到外力作用时，它会发生形变，长度和横截面积会发生变化，导致电阻值发生变化。
一般情况下，应变片的电阻值与应变成正比，可以通过测量电阻值的变化来确定应变的大小。
在实际工程中，应变片被广泛应用于应力和变形的测量。
下面是一些常见的应用例子：1.结构工程：应变片可以用于测量建筑物、桥梁、隧道等结构体的应力分布和变形情况。
通过安装在结构体上的应变片，可以实时监测结构体的受力状况，从而判断其是否超过了设计极限。
2.汽车工业：应变片可以用于测量汽车结构中的应力和变形，在汽车碰撞测试中起到重要作用。
通过安装在车身、座椅等部位的应变片，可以检测到碰撞力的传递路径和程度，为汽车的安全设计提供重要参考。
3.航空航天工业：应变片在航空航天领域被广泛应用于机身、机翼、发动机等部件的应力和变形测量。
通过在关键部位安装应变片，可以对飞行器在恶劣环境下的应力状况进行监测，为结构设计和材料选择提供指导。
4.压力传感器：应变片可以用于制作压力传感器，常见的例子是称重传感器。
应变片被安装在称重传感器的弹性结构上，当物体施加在传感器上时，结构会发生弯曲形变，导致应变片发生形变，进而测量出物体的重量。
总之，应变片测试原理是基于材料的电阻随长度和横截面积变化的特性，当受到力或压力时，应变片会发生形变，产生电阻或电压的变化。
在实际工程中，应变片广泛应用于结构工程、汽车工业、航空航天工业以及压力传感器等领域，用于测量应力和变形，为设计和生产提供重要参考。
应变片工作原理
应变片工作原理应变片是一种用于测量物体受力后产生的应变变化的传感器。
它是一种非常常见且广泛应用于工程领域的传感器，具有精度高、响应速度快等优点。
本文将介绍应变片的工作原理及其应用。
应变片的工作原理基于金属材料的应变效应。
当物体受到外力作用时，其内部的分子结构会发生相应的变化，导致物体的尺寸、形状或体积发生变化。
这种变化称为应变，通常用应变率来表示。
应变片就是利用这种应变效应来测量物体受力后的应变变化。
应变片通常由金属薄片制成，如铜、铁、铝等。
这些金属材料具有良好的弹性和导电性能。
在应变片的制作过程中，金属薄片被切割成特定的形状，如网格状、网格状等，以增加其表面积。
这样可以使应变片更加敏感，能够更准确地测量应变。
当应变片被粘贴在物体表面时，当物体受到外力作用时，应变片也会随之发生应变。
这时，应变片的电阻值会发生变化，因为金属的电阻与其长度和截面积有关。
当应变片受到拉伸应变时，其长度会增加，截面积会减小，从而导致电阻值增加。
反之，当应变片受到压缩应变时，其长度会减小，截面积会增大，从而导致电阻值减小。
通过测量应变片的电阻值变化，我们可以计算出物体所受到的应变大小。
这可以通过连接应变片的电桥电路来实现。
电桥电路是一种用于测量电阻变化的电路，由四个电阻组成。
其中，两个电阻与应变片的电阻串联，另外两个电阻则用于平衡电桥。
当应变片受到应变时，电阻值发生变化，导致电桥失去平衡。
通过调节平衡电桥的电阻值，可以得到应变片的准确电阻变化。
除了测量应变，应变片还可以用于测量其他物理量，如压力、力、扭矩等。
这是通过将应变片与其他传感器（如压力传感器、力传感器等）相结合来实现的。
当物体受到相应的力或压力时，应变片会发生应变，进而改变其电阻值。
通过测量电阻值的变化，可以计算出物体所受到的力或压力大小。
应变片在工程领域有着广泛的应用。
例如，在结构工程中，应变片可用于测量建筑物、桥梁、管道等结构受力后的变形情况，以评估其稳定性和安全性。
应变片及其原理
应力与应变的概念应力所谓“应力"，是在施加的外力的影响下物体内部产生的力.如图1所示:在圆柱体的项部向其垂直施加外力P 的时候，物体为了保持原形在内部产生抵抗外力的力——内力。
该内力被物体（这里是单位圆柱体)的截面积所除后得到的值即是“应力”，或者简单地可概括为单位截面积上的内力，单位为Pa （帕斯卡）或N/m2。
例如，圆柱体截面积为A(m2），所受外力为P （N 牛顿)，由外力=内力可得，应力：（Pa 或者N/m2)这里的截面积A 与外力的方向垂直，所以得到的应力叫做垂直应力.图1应变当单位圆柱体被拉伸的时候会产生伸长变形ΔL,那么圆柱体的长度则变为L+ΔL。
这里，由伸长量ΔL 和原长L 的比值所表示的伸长率（或压缩率)就叫做“应变"，记为ε。
与外力同方向的伸长（或压缩)方向上的应变称为“轴向应变”。
应变表示的是伸长率（或压缩率）,属于无量纲数，没有单位。
由于量值很小（1×10-6百万分之一）,通常单位用“微应变"表示，或简单地用μE 表示。
而单位圆柱体在被拉伸的状态下，变长的同时也会变细。
直径为d0的棒产生Δd 的变形时，直径方向的应变如下式所示：这种与外力成直角方向上的应变称为“横向应变”。
轴向应变与横向应变的比称为泊松比,记为υ.每种材料都有其固定的泊松比，且大部分材料的泊松比都在0.3左右。
应力与应变的关系各种材料的应变与应力的关系已经通过实验进行了测定.图2所示为一种普通钢材（软铁）的应力与应变关系图.根据胡克定律,在一定的比例极限范围内应力与应变成线性比例关系。
对应的最大应力称为比例极限.图2或者应力与应变的比例常数E 被称为弹性系数或扬氏模量，不同的材料有其固定的扬氏模量。
综上所述,虽然无法对应力进行直接的测量,但是通过测量由外力影响产生的应变可以计算出应力的大小。
应变片的构造及原理应变片的构造应变片有很多种类.一般的应变片是在称为基底的塑料薄膜（15-16μm）上贴上由薄金属箔材制成的敏感栅（3-6μm），然后再覆盖上一层薄膜做成迭层构造.应变片的原理将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。
应变片压力传感器原理与应用完整版
应变片压力传感器原理与应用HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】应变片压力传感器原理与应用电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。
它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。
金属电阻应变片的内部结构如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。
根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。
而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。
一般均为几十欧至几十千欧左右。
电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。
金属导体的电阻值可用下式表示：式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m）S——导体的截面积（cm2）L——导体的长度（m）我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。
当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。
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可用于汽车、摩托车、飞机、内燃机、机械制造 和家用电器等领域，准确控制紧固螺纹的装配扭 矩。量程2~500N.m，耗电量≤10mA，有公制/ 英制单位转换扩散工艺制作的四个半导体应变电阻处于同 一硅片上，工艺一致性好，灵敏度相等，漂移抵 消，迟滞、蠕变非常小，动态响应快。
应变片应用实例
应变片的应用十分广泛，可测量应变、应力、 弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。应变片的 应用可分为两大类：第一类是将应变片粘贴于某 些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就 构成测量各种物理量的专用应变式传感器。应变 式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感 元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路。第 二类是将应变片贴于被测试件上，然后将其接到 应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应 变量。
装方便，适应于深度 为几米至几十米，且 混有大量污物、杂质 的水或其他液体的液 位测量。
27
电阻应变仪
电阻应变仪是专门用于测量电阻应变片应变量的仪器。实际 测量时，只要将应变片贴于被测点上，然后将其接入应变仪 的测量桥路中，这样就可通过应变仪直接求得被测点的应变 值。电阻应变仪有静态、动态二大类。如： (1) 静态电阻应变仪。静态电阻应变仪能测量频率为0～ 15Hz的应变。例如：国产型号有YJ-5，YJB-I，YJS-14等。 (2) 静动态电阻应变仪。静动态电阻应变仪用于测量静态 或几百Hz以下的应变，国产型号有YJD-1，YJD-7等。 (3) 动态电阻应变仪。它用于测量频率为5kHz以下的应变， 如Y4D-l，Y6D-2，YD-15等； (4) 超动态电阻应变仪。它可以测量频率从零至几十kHz 的动态应变，如Y6C-9等。 (5) 遥测应变仪。它用于解决无法用有线传输信号时的应 变测量，如测量旋转件、运动件等的应变。
1
应变式力传感器
F F
F
F
2
各种悬臂梁
3
各种悬臂梁 F
固定点
F
固定点
电缆
4
应变片在悬臂梁上的粘贴及变形
5
应变式荷重传感器的外形及 应变片的粘贴位置
F
R 2
R
4
R1
应变式荷重传感器外形及受力位置（续）
F
F
应变式荷重传感器外形及受力位置（续）
F
F
荷重传感器原理演示
荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形。 轴向变短，径向变长。
19
压阻式固态压力传感器的隔离、承压膜片
隔离、承压膜片可以将腐蚀性的气体、液体 与硅膜片隔离开来。
20
压阻式固态压力传感器内部结构
信号处理电路
21
小型压阻式固态压力传感器
低压进气口
高压进气口
绝对压力传感器
22
小型压阻式固态压力传感器（续）
呼吸、透析和注射泵设备中用的压力传感器
p1进气管
固态压力 传感器
p2进气管
23
小型压阻式固态压力传感器（续）
p1进气管
表压压力传感器
24
投入式液位计
压阻式固态压力传感器用于投入式液位计：p1 的进气孔用柔性不锈钢隔离膜片隔离，并用硅 油传导压力而与液体相通。
25
投入式液位计外形（续）
橡胶 背压管 光柱 显示器
压阻式固态 压力传感器
26
投入式液位传感器
投入式液位传感器安
31
与计算机接口的多路电阻应变测量模块
32
材料应变的测量
斜拉桥上的斜拉索应变测试
33
28
静态电阻应变仪 测量范围：±19999ε；分辨率： 1ε；电桥电 压：直流2.5V；应变片：120Ω或其他阻值； 测 量点数：8/16点。
29
静态电阻应变仪
接线端子
30
动态电阻应变仪
（东方振动和噪声技术研究所）
量程：1±10000ε 频率范围：0-150kHz 平衡方式：手动 精度：0.3% 零点飘移： - /℃：±0.1ε - /24小时：±0.5ε 灵敏度变化： - /℃：±0.05% - /24小时：±0.3% 信噪比：52dB
汽车衡
10
汽车衡（北京远亚兴业商贸有限公司）
11
汽车衡称重系统
荷重传感器用于 构件的称重
构件
荷重传感器
（共 3个，120度分布，以达到均衡 目的，另两个未拍出）
垫块
底座
电缆
电子秤
远距离 显示 超市打印秤 磅秤
电子天平
电子天平的精度 可达十万分之一
人体秤
吊钩秤
便携式
应变式数显扭矩扳手