电阻式应变片的基本原理.
简述电阻应变片的原理
简述电阻应变片的原理电阻应变片是一种利用材料电阻随应变而变化的敏感元件，可以将应变的物理量转化为电阻的变化，从而实现对应变量的测量。
在电子设备、机械设备、测控仪表和信息处理系统中广泛应用。
电阻应变片的工作原理是基于材料电阻随应变的变化而产生的电阻效应。
材料的电阻变化可以通过以下两种效应来实现：伽德纳效应和洛朗兹效应。
首先，伽德纳效应是指材料电阻随应变而发生的线性变化。
当材料受到力的作用发生应变时，材料内部的载流子受到应变的约束，导致载流子的迁移受阻，电阻增加。
这个效应被描述为电阻率与应变成正比的线性关系。
其次，洛朗兹效应是指材料电阻随应变发生的非线性变化。
它是由于电阻是由电子迁移和晶格振动共同决定的，当材料受到应变时，晶格的扭曲导致电子迁移的路径和速度发生变化，从而导致电阻发生非线性变化。
洛朗兹效应在较大应变下更为明显。
基于以上效应，电阻应变片的工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 材料选择：选择具有应变灵敏性的材料作为电阻应变片的工作材料。
常用的材料有铜镍合金、硅碳合金、钢等。
这些材料具有较高的应变敏感系数和较低的温度系数。
2. 加工形状：将选定的材料加工成薄片或网格状结构，以增加电阻应变片的敏感度。
常见的几何形状有方形、圆形和网格状。
3. 连接电路：将电阻应变片与电子电路连接，形成测量电路。
连接电路时需要注意电阻应变片的敏感方向和形状。
4. 测量电路：选择合适的测量电路进行测量，典型的测量电路有电桥电路和放大电路。
在电阻应变片被外力作用引起应变时，它的电阻值发生变化。
这个变化可以通过电桥电路来检测和测量。
当电桥电路中的电阻应变片受到应变时，它的电阻值改变，导致电流通过电桥电路的各个分支出现变化，引起平衡状态的破坏。
通过测量电桥的输出信号，就可以获得电阻应变片的应变量。
另一种常用的测量方法是放大电路。
放大电路通过放大电阻应变片的电阻变化信号，然后进行处理和测量。
它可以实现更高分辨率和灵敏度的测量。
生物医学传感器实验报告.
综合实验报告学院医学工程学院实验名称生物医学测量与传感器综合实验专业班级学生姓名学号指导教师成绩实验一应变片单臂特性实验一、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：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε；式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。
（E为供桥电压）。
三、实验步骤：1位数显万用表2kΩ电阻档测量所有1、在应变梁自然状态（不受力）的情况下，用42应变片阻值；在应变梁受力状态（用手压、提振动台）的情况下，测应变片阻值，观察一下应变片阻值变化情况(标有上下箭头的4片应变片纵向受力阻值有变化；标有左右箭头的2片应变片横向不受力阻值无变化，是温度补偿片)。
如下图1—6所示。
2、差动放大器调零点：按图1—7示意接线。
将F／V表的量程切换开关切换到2V档，合上实验箱主电源开关，将差动放大器的拨动开关拨到“开”位置，将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转半圈，调节调零电位器，使电压表显示电压为零。
差动放大器的零点调节完成，关闭主电源。
图1—7 差放调零接线图3、应变片单臂电桥特性实验：⑴将主板上传感器输出单元中的箔式应变片(标有上下箭头的4片应变片中任意一片为工作片)与电桥单元中R1、R2、R3组成电桥电路，电桥的一对角接±4V直流电源，另一对角作为电桥的输出接差动放大器的二输入端，将W1电位器、r电阻直流调节平衡网络接入电桥中(W1电位器二固定端接电桥的±4V电源端、W1的活动端r电阻接电桥的输出端)，如图1—8示意接线(粗细曲线为连接线)。
电阻应变片构造及工作原理
§4-1 电阻应变片的构造及工作原理
一、金属丝的灵敏系数 1、实验结果
实验表明：绝大多数金属丝受到拉伸时，电阻值会增大，缩短时电阻值会 减少，这种电阻值随变形发生变化的现象，叫做电阻应变效应。
金属丝材的电阻应变效应曲线
金属丝材在一定的变形范围内，电阻值的相对变化（电阻 变化率）与其长度的相对变化（应变. ）之间保持线性关系。
2、缺点：
（1）点测（若分析应力在平面上的分布情况，需要大量的应变片）； （2）用于宏观测量（最小的应变片长约为0.2mm）。
电阻应变测量系统
电阻应变片——将构件的应变转换为电阻变化。 电阻应变仪——将此电阻变化转换为电压（或电流）
的变化，并进行放大。
记录器——记录器把电压记录下来，并换算成应变。
.
感栅的电阻变化率。
设在应变测量时，构件表面处于二向应变状态，且主应变 1 、 2
主应变方向分别取为 ox、oy 方向。
一枚丝绕式应变片与x轴的夹角为α，
沿其栅长与栅宽方向的应变记为 L
和
。敏感栅电阻变化可按直线部分
B
和弯头部分分别考虑。
.
R R
K0
直线部分电阻变化为：
R L R0K L nK L 0L
梁自由端的挠度：
f
Ml 2 2 EI
在纯弯区域内，梁轴线变形后的曲率： 1 M
EI
梁跨度中间截面上、下表面处的应变：
（4）RR值的测定；
x
ym ax h/2Mh f h
2EI l2
将安装在梁上的应变片作为工作片和另外一个补偿片接入电
阻应变仪中，把应变仪上的灵敏系数刻度盘转到 K仪 上，2
应变仪可测出 ，仪则可得：
一般应变片的灵敏系数由制造厂家实验测量，称为应变片的标定。 厂家采用抽样方法，在每一批相同条件下生产的应变片中抽出1%样 品进行实验，取其平均值作为这一批应变片的灵敏系数。
电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理
电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理
电阻丝应变片和半导体应变片都是用于测量物体受力变形情况的传感器，但它们的工作原理有所不同。
电阻丝应变片的工作原理是利用电阻丝在外力作用下发生微小形变，从而改变电阻丝的电阻值，通过测量电阻值的变化来推算外力的大小。
通常，电阻丝应变片由一根长而细的金属电阻丝组成，电阻丝串联在电路中，并与压电陶瓷片或晶体管等组成一个应变电桥。
当外力作用于应变片时，电阻丝发生形变，电阻值发生变化，从而破坏电桥平衡，在检测电路中产生电压信号，通过放大和处理，最终得出外力大小的信号输出。
而半导体应变片的工作原理是基于半导体材料的本质特性来实现的。
半导体应变片是将应变敏感元件集成在半导体晶片上的传感器。
当外力作用于应变片时，应变敏感元件会发生应变，从而改变半导体材料的电性能，这就会影响半导体器件的输出电流或电压，从而实现测量外力大小的目的。
通常，半导体应变片采用基于硅的敏感元件进行制造，这些敏感元件与电路集成在同一块晶片上，因此具有较高的灵敏度和可靠性。
总之，电阻丝应变片和半导体应变片都是常见的应变传感器，它们通过不同的工作原理来实现测量物体受力变形情况的目的，具有各自的优点和适用范围。
2 电阻应变片
2.2 电阻应变片的工作特性
一、应变片的灵敏系数K：应变片最重 要的参数之一
1. 物理特性：应变片的应变效应程度。 当ε一定，K↑ ⊿R↑
2. K＜K0： 原因：1）应变片的横向效应的影响， 与敏感栅的现状、尺寸有 关
2）应变传递的不完全性
二、应变片的横向效应C
• 概念：由于敏感栅的横向部分在测试
2）半导体应变片：半导体应变片是利用 半导体材料的压阻效应而制成的一种纯
电阻性元件
• 压阻效应：对一块半导体材料的某一
轴向施加一定的载荷而产生应力时， 它的电阻率会发生变化，这种物理现 象称为半导体的压阻效应
• 半导体应变片的类型：体型半导体应
变片、薄膜型半导体应变片、扩散型 半导体应变片
概括：
• 覆盖层：既保持敏感栅和引线的形状和相对位置，
还可保护敏感栅不与外界金属物接触，以免引起短 路和机械损伤
• 引线：从敏感栅引出电信号，并与测量电路连接。
常用直径约0.1～0.15mm的镀锡铜线或扁带形的其 他金属材料制成。
• 粘结剂：将敏感栅固定于基底上，并将覆盖层与基
底粘贴在一起。
2.1.2 电阻应变片的种类及常用材料
• 电阻应变片具有金属的应变效应，即
在外力作用下产生机械形变，从而使 电阻值随之发生相应的变化。电阻应 变片主要有金属和半导体两类，金属 应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之 分。半导体应变片具有灵敏度高（通 常是丝式、箔式的几十倍）、横向效 应小等优点。
• 典型的应变片——纸基金属丝式应变
片
3. 应变片的常用材料
组成电桥后，应变片与测试仪器之间所用 导线应根据试验要求和使用环境加以选择。
• 测点较少而导线不超过10m的静态测量中，可
电阻应变测量原理及方法
电阻应变测量原理及方法目录电阻应变测量原理及方法 (4)1. 概述 (4)2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类62.1电阻应变片的工作原理 (6)2.2电阻应变片的构造 (8)2.3电阻应变片的分类 (10)3. 电阻应变片的工作特性及标定 (15)3.1电阻应变片的工作特性 (15)3.2电阻应变片工作特性的标定 (23)4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (29)4.1电阻应变片的选择 (29)4.2电阻应变片的安装 (31)4.3电阻应变片的防护 (34)5. 电阻应变片的测量电路 (34)5.1直流电桥 (35)5.2电桥的平衡 (40)5.3测量电桥的基本特性 (42)5.4测量电桥的连接与测量灵敏度.. 436. 电阻应变仪 (53)6.1静态电阻应变仪 (54)6.2测量通道的切换 (57)6.3公共补偿接线方法 (61)7. 应变-应力换算关系 (63)7.1单向应力状态 (64)7.2已知主应力方向的二向应力状态 (64)7.3未知主应力方向的二向应力状态 (65)8. 测量电桥的应用 (67)8.1拉压应变的测定 (68)8.2弯曲应变的测定 (72)8.3弯曲切应力的测定 (74)8.4扭转切应力的测定 (76)8.5内力分量的测定 (77)电阻应变测量原理及方法1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。
该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。
电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），图1 用电阻应变片测量应变的过程随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。
电阻应变片基本原理
电阻应变片基本原理电阻应变片是一种常见的测量和控制应变的传感器。
它的基本原理是利用电阻的变化来反映应变的大小。
在电阻应变片中，应变产生的力使其发生形变，进而导致电阻的改变。
通过测量电阻的变化，我们可以得到应变的值。
电阻应变片的制作通常使用导电材料，如金属或半导体。
它们被设计成薄片状，并在其表面加上电极。
当外力作用在电阻应变片上时，它们会发生形变，导致电阻的变化。
这种电阻的变化可以通过外部电路进行测量和记录。
电阻应变片的工作原理可以通过以下几个方面来解释。
首先，当外力作用在电阻应变片上时，它会产生应变。
应变是物体形变前后长度差异的比率。
在电阻应变片中，应变会导致电阻发生变化。
这是因为电阻的大小与电阻材料的几何尺寸和电阻材料的电阻率有关。
电阻应变片的电阻值的变化可以通过电桥电路来测量。
电桥电路是一种用来测量电阻或其他物理量的电路。
在电桥电路中，电阻应变片被连接到一个平衡电阻和一个电源上。
当电阻应变片发生形变时，电桥电路会产生一个输出电压信号。
这个输出信号可以通过测量和记录来得到。
电阻应变片的一些重要特点需要注意。
首先，电阻应变片的灵敏度很高。
这意味着它可以检测到非常小的应变。
其次，电阻应变片的线性性很好。
这意味着它可以在一定范围内准确地反映应变的大小。
此外，电阻应变片的稳定性也很好。
这意味着它的电阻值在长时间使用中不会发生明显的漂移。
电阻应变片在工程领域中有广泛的应用。
它们可以用于测量和控制物体的应变、力、压力和形变等物理量。
例如，在建筑结构中，电阻应变片可以用来监测结构的变形和应力分布，以确保结构的安全性。
在机械工程中，电阻应变片可以用来测量和控制机械零件的变形和应力，以提高机械系统的性能和可靠性。
电阻应变片是一种常见的测量和控制应变的传感器。
它利用电阻的变化来反映应变的大小。
通过测量电阻的变化，我们可以得到应变的值。
电阻应变片具有高灵敏度、良好的线性性和稳定性等特点。
它们在工程领域中有广泛的应用，可以用来测量和控制物体的应变、力、压力和形变等物理量。
金属式电阻应变片的工作原理为压阻效应
金属式电阻应变片的工作原理为压阻效应金属式电阻应变片工作原理：金属式电阻应变片是一种基于金属材料的压阻效应传感器。
所谓压阻效应，即材料在受到外力作用时，内部电阻会发生变化的现象。
这是因为材料内部的电子受到外力的影响而发生位置改变，从而导致材料电阻的变化。
金属式电阻应变片是利用金属材料的这种特性，通过将它们安装在被测物体上，在物体变形时，由于内部应力的变化导致电阻值发生变化，通过检测电阻值的变化即可了解物体的变形情况。
因此，金属式电阻应变片可被应用于多种测量应变的场合。
具体来说，金属式电阻应变片工作原理如下：1. 建立电阻网格首先，需要将金属材料，如钢、铜等，制成平面的薄片状，然后在其表面刻上电阻网格。
电阻网格的形状和大小取决于被测物体的形状和需要测量的应变范围。
2. 建立应变与电阻值之间的关系当被测物体受到外力作用时，会发生应变。
这种应变会使金属式电阻应变片发生形变，从而导致其内部应力的变化。
内部应力的变化会进一步导致电阻值的变化，这种变化可以被利用来推断被测物体的形变程度。
3. 计算应变值为了计算物体的应变值，需要使用电桥电路来测量电阻值的变化。
这样，应变值就可以通过测量电桥电路的输出电压来计算得到。
4. 分析数据最后，需要根据测量结果来判断被测物体的变形情况。
通常情况下，通过将测量数据与原始数据进行对比，就可以判断物体中发生何种变形，以及变形的程度和范围。
总之，金属式电阻应变片是一种比较常用的应变传感器，其工作原理是基于材料内部的压阻效应。
通过测量电阻值的变化来反映物体的应变状态，它可以被广泛地应用于测量机械、土木工程和航空航天等领域中。
电阻应变片的工作原理
电 阻应 变 片 的 工 作 原 理
Ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ Ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ Ｇ ａ ｕ ｇ ｅ
＝
（ ５ ） ，
设一段 长为 ｆ 、 截 面为 Ｓ 、 电 阻 系数 为 』 Ｄ的金 属 丝 ， 其金 属 丝 的电阻 为 ： Ｒ＝Ｐ 式中 ： Ｒ 一 金属 丝 的电阻值 （ Ｑ） ；
』 Ｄ 一 电阻系数 （ Ｑ・ ｍ ｍ ２ ・ ｍ ） ；
（ １ ）
［ （ １ ＋ ２ ） ＋
：
］ ｅ
（ ６ ） （ ７ ）
ｋ 。：＿ ｄ Ｒ／Ｒ
（ １ 十２ ） ＋ ／ ｐ
卜一 电阻丝 长度 （ ｍ） ； ５ 一 电 阻丝截 面积 （ ） 。
０
称为 金属 材 料 的灵 敏 系数 ， 其 物理 意 义 为单 位 应
变所 引起 的电阻相对 变 化 ， 由（ ７ ） 式可知 ， 金 属材 料 的灵
向应 变与相应 的纵 向应变 之 比的绝对 值 。材料 的泊 松 比
一
般 通过试 验方ห้องสมุดไป่ตู้ 测定 。
＿ ＝ ＿ 。 一 ： 一 一 丁 丁
一
ｄ ｒ
ｄ ｌ
：
一
（ ４ 斗 ） ，
将（ ４ ） 式 带人 （ ３ ） 式得 ：
譬 ■ ： ＝ 一 ２ Ｚ
将（ ５ ） 式代入 （ ２ ） 式并 经整理 后得 ：
所 以 ：２ ｒ ｄ
（ ３ ）
ＡＲ
百 ：／ Ｃ ０ ￣ 百
电阻应变计(应变片)原理
7
生的应力。金属薄片作基底的应变计刚度较大，会对试件产生增强效应，而金属网状基底的 应变计增强效应则相对较小。
临时基底型应变计可用金属薄片或合成纤维（如涤纶）制作框架作为临时基底，也可以 用乙烯基胶带作为临时基底。 2.2.3 引线
电阻应变计的引线是从敏感栅引出的丝状或带状金属导线。通常引线是在制造应变计时 就和敏感栅连接好而成为应变计的一部分，也有某些箔式应变计在出厂时不带引线的。
Al
5
贵金属合金
铂
Pt 100
铂铱
Pt 80 Ir 20
铂钨
Pt 92
W
8
灵敏系数 KS
1.9~2.1
3.6
2.1~2.3
2.4~2.6
2.4~2.6
2.8 4~6 6.0 3.5
电阻率ρ （Ωmm2/m）
0.45~0.52
0.84
1.0~1.1
1.24~1.42
1.24~1.42
1.3~1.5 0.09~0.11
形传递，因而它所感受的应变状态与试件表面的应变状态更为接近，测量精度高； 2. 敏感栅薄而宽，在相同的横截面积条件下，箔栅的表面积比丝栅的要大，散热性好，
故允许通过较大的电流，因而可以输出较强的信号，提高测量灵敏度； 3. 敏感栅的横向端部为较宽的栅条，故横向效应较小； 4. 箔式片能保证尺寸准确，线条均匀，故灵敏系数分散性小； 5. 箔式应变计的蠕变小、疲劳寿命长； 6. 加工性能好，能制成为各种形状和尺寸的应变计，尤其可以制造栅长很小的或敏感
复性；有足够的稳定性，以减小由温度变化而引起的测量误差。 5. 延伸率高，耐腐蚀性好，疲劳强度高。 6. 焊接性能好，易熔焊和电焊；对引线的热电势小。 7. 加工性能好，以便制成细丝或箔片。 应变计常用金属材料的物理性能见表 2-1。表中的电阻温度系数为 20ْC 以下、温度升高 一度时材料的电阻变化率。
电阻式应变片的使用粘贴方法
电阻应变片的粘贴及防潮技术一、仪表和器材：1.模拟试件（小钢板）；2.常温用电阻应变片；3.数字万用表；4.兆欧表；5.粘合剂：T-1型502胶，CH31双管胶（环氧树脂）或硅橡胶；6.丙酮浸泡的棉球；7.镊子、划针、砂纸、锉刀、刮刀、塑料薄膜、胶带纸、电烙铁、焊锡、焊锡膏等小工具；8.接线柱、短引线。
二、用电阻应变片测量应变的基本原理：用电阻应变片测量应变时，要将应变片粘贴到试件上，当试件发生变形，应变片就会跟随一起变形，这时应变片中的电阻丝就会因其机械变形而导致电阻丝的电阻发生变化，电阻的变化也就反应了结构的变形情况，这就是用电阻应变片测量应变的基本原理。
三、用电阻应变片测量应变的基本原则：从电阻应变片测量应变的基本原理中可以看出，首先要保证应变片与被测物体共同产生变形，其次，要保证电阻应变片本身的电阻值的稳定，才能得到准确的应变测量结果，这是应变片粘贴的基本原则。
因此应变片本身的质量和粘贴质量的好坏对测量结果影响很大，应变片必须牢固地粘贴在试件的被测测点上，因此对粘贴的技术要求十分严格。
为保证粘贴质量和测量正确，要求如下：1.认真检查、分选电阻应变片，保证应变片的质量；2.测点基底平整、清洁、干燥，使应变片能够牢固地粘贴到试件上，不脱落，不翘曲，不含气泡；3.粘结剂的电绝缘性好、化学性质稳定，工艺性能良好，并且蠕变小，粘贴强度高，温、湿度影响小，确保粘贴质量，并使应变片与试件绝缘，且不发生蠕变，保证电阻应变片电阻值的稳定；4.粘贴的方向和位置必须准确无误，因为试件上不同位置、不同方向的应变是不同的，应变片必须粘贴到要测试的应变测点上，也必须是要测试的应变方向。
5. 做好防潮工作，使应变片在使用过程中不受潮，以保证应变片电阻值的稳定；四、 方法及步骤：1. 电阻应变片的选择：在应变片灵敏数K 相同的一批应变片中，剔除电阻丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。
用数字万用表的电阻档测量应变片的电阻值R ，将电阻值在120±2Ω范围内的应变片选出待用，记录该片的阻值和灵敏系数(应变片灵敏系数由厂家标定，本实验默认为2.00)。
电阻应变片的工作原理
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 RρL/S 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 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 / 3.3 mV/V等可以和应变式传感器相兼容。
通过激光标定传感器具有很高的温度稳定性和时间稳定性传感器自带温度补偿070℃并可以和绝大多数介质直接接触。
陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。
陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40135℃而且具有测量的高精度、高稳定性。
电气绝缘程度 1、应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。
但应用最为广泛的是压阻式压力传感器它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
下面我们主要介绍这类传感器。
在了解压阻式力传感器时我们首先认识一下电阻应变片这种元件。
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。
电阻应变式传感器的工作原理及其应用
电阻应变式传感器的工作原理应变式传感器是基于测量物体受力变形所产生应变的一种传感器，最常用的传感元件为电阻应变片。
应用范围：可测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数。
应变式传感器特点应变式传感器特点①精度高，测量范围广；②使用寿命长，性能稳定可靠；③结构简单，体积小，重量轻；④频率响应较好，既可用于静态测量又可用于动态测量；⑤价格低廉，品种多样，便于选择和大量使用。
1、应变式传感器的工作原理(1) 金属的电阻应变效应金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象，称为金属的电阻应变效应。
K0称为金属丝的灵敏系数，其物理意义是单位应变所引起的电阻相对变化。
公式简化过程：由式可以明显看出，金属材料的灵敏系数受两个因素影响：一个是受力后材料的几何尺寸变化所引起的，即项；另一个是受力后材料的电阻率变化所引起的，即项。
对于金属材料项比项小得多。
大量实验表明，在电阻丝拉伸比例极限范围内，电阻的相对变化与其所受的轴向应变是成正比的，即K0为常数，于是可以写成：通常金属电阻丝的K0=1.7～4.6。
通常金属电阻丝的K0=1.7～4.6。
(2) 应变片的基本结构及测量原理l称为栅长(标距)，b称为栅宽(基宽)，b×l称为应变片的使用面积。
应变片的规格一般以使用面积和电阻值表示，如3×20mm2，120Ω。
结构简介：电阻丝应变片是用直径为0.025mm具有高电阻率的电阻丝制成的。
为了获得高的阻值，将电阻丝排列成栅状，称为敏感栅，并粘贴在绝缘的基底上。
电阻丝的两端焊接引线。
敏感栅上面粘贴有保护作用的覆盖层。
电阻应变式传感器的应用：数显电子秤（一）工作原理数显电子秤电路原理如图所示，其主要部分为电阻应变式传感器R1及IC2、IC3组成的测量放大电路，和IC1及外围元件组成的数显面板表。
传感器R1采用E350~ZAA箔式电阻应变片，其常态阻值为350O。
电阻丝应变片的结构
电阻丝应变片的结构电阻丝应变片，也称为电阻应变片，是一种用于测量应变的电子元件。
其核心部分是一根或一组敏感的电阻丝，当这些电阻丝受到外力作用时，其电阻值会发生变化。
通过测量这种电阻的变化，可以推导出所受的外力或应变。
这种元件广泛应用于各种测量和控制系统，如压力传感器、加速度计和称重系统等。
一、电阻丝应变片的构造电阻丝应变片主要由基底、敏感栅、引线和保护层组成。
1. 基底：基底是应变片的基础，它支撑和固定敏感栅和引线。
基底通常由绝缘材料制成，如玻璃纤维增强环氧树脂或聚酰亚胺。
2. 敏感栅：敏感栅是应变片的核心部分，通常由金属合金（如镍铬或铜镍合金）制成。
这些合金具有较高的电阻系数和良好的温度稳定性。
敏感栅的形状和尺寸对测量的灵敏度和精度有很大的影响。
3. 引线：引线用于将敏感栅连接到测量仪器上。
它们通常由镀银铜线或不锈钢线制成，具有足够的强度和良好的导电性。
4. 保护层：保护层覆盖在敏感栅和引线上，以保护它们不受机械损伤、化学腐蚀和环境的影响。
保护层通常由环氧树脂、硅橡胶或陶瓷等材料制成。
二、工作原理当电阻丝受到外力作用时，其长度和横截面积会发生变化，从而导致电阻值的变化。
根据应变效应，电阻值的变化与应变成正比，可以表示为：ΔR/R = kε，其中ΔR是电阻的变化量，R是原始电阻值，k是应变常数，ε是应变。
通过测量电阻的变化量，可以推导出应变的值。
三、应用由于其高灵敏度和稳定性，电阻丝应变片广泛应用于各种工程领域，如航空航天、汽车、土木工程和生物医学等。
在航空航天领域，它们被用于测量飞机的气动载荷和发动机推力；在汽车工业中，它们被用于测量发动机性能和车辆动态稳定性；在土木工程中，它们被用于监测结构健康状况和地震工程；在生物医学领域，它们被用于监测生理参数和医疗器械的性能。
利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。
金属电阻应变片的工作原理是基于应变效应。
当金属电阻应变片受到外力作用时，其电阻值会发生变化。
具体来说，当金属电阻应变片受到外力作用时，其几何形状会发生变化，从而导致电阻条的横截面积和长度发生变化。
由于电阻条的横截面积和长度的变化是相互关联的，因此电阻值也会发生变化。
应变效应是指材料在受到外力作用时，其电阻值会发生变化的现象。
这种现象被称为应变效应，主要表现在以下几个方面:
1. 线弹性阶段：当材料受到外力作用时，其弹性模量会发生变化，从而导致电阻值发生变化。
2. 屈服阶段：当材料受到外力作用并达到其屈服点时，其变形会加剧，导致电阻值发生变化。
3. 非线性阶段：当材料受到外力作用并超过其屈服点时，其变形呈现非线性，即外力增加，变形量增加，但电阻值的变化量却减小。
金属电阻应变片就是利用应变效应来测量外力作用的。
当外力作用在金属电阻应变片上时，它会变形，导致电阻值发生变化。
通过测量这种变化，可以计算出外力的大小。
因此，金属电阻应变片是一种重要的测量外力的工具。
广泛应用于机械、建筑、汽车、航空航天等领域。
什么是应变效应,解释金属电阻应变片的工作原理
什么是应变效应,解释金属电阻应变片的工作原理应变效应是指材料在受到外力作用下发生形变产生的能量。
简单来说，当材料受到外力作用时，它会发生形变，并因此产生能量。
金属电阻应变片是一种用于测量力、压力、扭矩等物理量的传感器。
它是基于金属材料的电阻与应变之间的关系而工作的。
金属电阻应变片是由金属材料制成的，通常采用常见的金属材料如钢、铝等。
它们的导电性能会随应变的增加而改变。
工作原理可以分为以下几个步骤：1.应变感测：金属电阻应变片首先感测物体受到的应变。
应变即物体由于外力作用而发生的形变。
这种应变可以是线性的（伸缩应变）也可以是非线性的（弯曲应变、剪切应变等）。
金属电阻应变片采用弯曲应变致电阻变化的原理。
当金属电阻应变片受到外力作用时，它会发生弯曲应变，从而导致内部金属材料的长度和截面积发生变化，进而改变金属电阻应变片的电阻值。
2.电阻变化：金属电阻应变片的电阻值会随应变的增加而改变。
这是因为金属材料的电阻与其长度和截面积之间存在一定的关系。
当金属电阻应变片受到应变时，它的长度和截面积会发生变化，导致电阻值的改变。
对于一个应变应变力致电阻值变化的金属电阻应变片，其电阻值可以通过电路连接进行测量。
3.电桥电路：为了测量金属电阻应变片的电阻值变化，通常使用电桥电路。
电桥电路包括四个电阻，分为两个相等的电阻和两个变化的电阻。
其中一个变化的电阻就是金属电阻应变片。
当电阻变化时，电桥电路会产生一个不平衡的电压信号。
4.信号处理：不平衡的电压信号经过信号处理电路进行放大和滤波，最终输出一个与物体受到的应变成正比的电信号或数字信号。
金属电阻应变片的工作原理可以总结为：物体受到外力作用产生应变，金属电阻应变片感测并转换为电阻变化，通过电桥电路测量电阻变化产生不平衡信号，经过信号处理输出应变电信号。
金属电阻应变片具有以下特点：1.灵敏度高：金属电阻应变片对应变具有高度的灵敏度。
它可以感测微小的形变并转换为电信号进行测量。
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电阻式应变片的基本原理
由欧姆定律知，对于长为、截面积为、电阻率为的导体，其电阻
若、和均发生变化，则其电阻也变化，对上式全微分，有
设半径为的圆导体，=，代入上式，电阻的相对变化为
因为
则
式中——导体的纵向应变。
其数值一般很小，常以微应变度量，
1=10－6；
——材料泊桑比，一般金属=0.3-0.5；
——压阻系数，与材质有关；
E——材料的弹性模量。
上式中，表示几何尺寸变化而引起电阻的相对变化量；
表示由于材料电阻率的变化而引起电阻的相对变化量。
不同属性的导体，这两项所占的比例相差很大。
若定义导体产生单位纵向应变时，电阻值相对变化量为导体的灵敏度系数，则
显然，S S愈大，单位纵向应变引起的电阻值相对变化愈大，说明应变片愈灵敏。
可用不同的导体材料制成应变片，目前主要有金属电阻应变片和半导体应变片两类。